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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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