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标题: 走线延迟仿真实验 [打印本页]
作者: senlenced3    时间: 2020-8-18 10:06
标题: 走线延迟仿真实验
  在有等长要求的场景中，我们通常需要对走线的延迟进行仿真，以确定走线等长约束。实际仿真时，我们可以通过2D电磁场算法计算微带线或者带状线的延迟，也可以提取微带线或者带状线的S参数，然后利用时域仿真器对走线延迟进行分析。在使用走线S参数对延迟进行时域仿真时，就会牵扯到时域-频域转换问题，可能会出现因S参数抽取不合理导致的仿真错误。本文将提取实际PCB上一段带状线的S参数，对比当S参数频率范围以及点数不同时，时域延迟的差别。0 ^8 T! T0 m5 t5 V$ |5 L
1：仿真参数设置
  r' }6 I0 O. ?' |6 S% Q! C(1)：S参数频率范围为10M~40GHz，点数分别为：401,201,101,91,81, 71,61,51,41；
* ]/ B" B$ \5 `3 P/ L  S8 }(2)：仿真点数设置为101点，最大频率设置为：4，5，6，7，8，9，10，20，40GHz
. L" G6 D1 s$ Y6 }# W) h5 _5 K9 ?6 G(3)：用于时域仿真的激励源为幅度为1V、频率为1GHz的正弦波，频域S参数和时域仿真原理图如下所示:
  w9 E& }3 O+ r8 c- K
  S 参数
  时域仿真原理图
2: 仿真结果$ t! S( e* L( S/ r3 m
    仿真结果如下表所示，可以看到当f=40GHz，点数N<71点时，时间延时delay误差快速增大；当N>81时，delay的值波动小于5ps。N一定，频率f从4GHz变化到40GHz，delay的值波动小于13ps。
1 }# `4 \) U( z3 H# p" d
    随后使用另一款软件对上面结构进行建模，然后进行时域仿真，仿真结果如下，发现此软件不具有自动差值能力，其先将S参数转换为Spice电路，然后进行时域仿真，N<=101点时，仿真会出错。8 H% b! t  M# T/ g/ U
3. 结论     v, f3 T6 p) z! @1 U
对比两款软件的仿真结果基本一致，说明在S参数合适的情况下，使用S参数去计算延迟是可行的。但是当S参数不合理时，使用S参数去评估走线延迟会出现很大的误差，大家在仿真的时候一定要小心。
6 ~3 F2 k8 w1 R( D: W+ r3 {# o    时域仿真器在时域仿真时如何处理S参数才是理解上面问题的关键，可惜我们不太了解时域仿真器处理的过程，我尝试直接通过FFT计算，发现也与上述仿真结果不能匹配。$ \7 f9 q3 \& v+ d2 h% G
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作者: Zjianeng    时间: 2020-8-18 11:04
时域仿真器在时域仿真时如何处理S参数才是理解上面问题的关键



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