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标题: 关于信号参考面的问题————————————有图有真相 [打印本页]
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-12 10:16
标题: 关于信号参考面的问题————————————有图有真相
本帖最后由 Ivan_GONG 于 2012-5-12 11:13 编辑 7 x8 M0 _, k' {$ J  c6 U: [
" ?, b9 C0 W7 c# f' {: w! m
问题说明： 1，信号A参考地和一个电源层，假设其到电源和地的距离相等， 请问，如果该电源为其信号IO电源，则信号与该电源之间的耦合比例有多少？
& `% c# G: b! r, U# c           2， 信号A如果该power不为其信号IO电源，而是普通其他电源，则信号线与该电源之间的耦合比例有多少？
+ c: ~9 a# u( K$ ?" A: j- y: O           3，信号B参考地和一个非电源类铜皮，此铜皮不和电源与地之间存在直接联系，请问，此种情况下信号与铜皮之间有没有耦合，耦合有多少？
1 x5 k- s5 A) ?; F7 U           4，该三种情况下，对信号传输的影响有多大，该如何衡量？
# W7 G% n* Q/ T  J6 `+ P4 K' m1 H
" F& d" r! U$ A# M, s请大家提出问题 或者提出解决方法  最好说明仿真使用的软件。

捕获.JPG (6.72 KB, 下载次数: 2)

捕获.JPG
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 10:29
不是高手，但是还是进来了，进来看看不说话
作者: icy88    时间: 2012-5-12 10:33
关键一点: 信号沿着阻抗最小的路径流动.在交流情况下,电源和地是等效的.
作者: icy88    时间: 2012-5-12 10:34
yuxuan51 发表于 2012-5-12 10:29
& {. m+ }7 u7 t* R不是高手，但是还是进来了，进来看看不说话

5 o& q& G) {( C! Fyuxuan51谦虚了
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-12 10:54
icy88 发表于 2012-5-12 10:33
- p6 |; A$ Z- J% M- G关键一点: 信号沿着阻抗最小的路径流动.在交流情况下,电源和地是等效的.
- @. q& Z% l7 q4 D9 O8 p
请问，阻抗大的路径上应该也不是就完全没有电流吧  ？
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 12:07
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-5-12 12:10 编辑
& f/ ~2 _& @# S, V/ U) E9 b. R; }; P# w! k  [* V/ m  F% v, i7 P6 A
耦合比例就是看传输线与周围导体的距离，感应电流的产生是不管它们之间是否有建立电场关系的，唯一的区别就是不同导体上感应电流将何去何从
4 j3 L" Q) W  @$ b9 C' c9 m  E
) |6 T/ D- e+ T6 X/ P7 d9 z) N
8 Y: C% s9 x" D' J要是说错了当我没说哈{:soso_e113:}
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-12 12:31
yuxuan51 发表于 2012-5-12 12:07
/ j# R- M% V9 p5 E! d& [耦合比例就是看传输线与周围导体的距离，感应电流的产生是不管它们之间是否有建立电场关系的，唯一的区别就 ...
& ]( A2 I3 p2 f0 u3 E/ ?, I
有道理, F. }$ \" {8 J9 N7 y+ U
  如果感应的电流不能回到源头 则此回路不能形成  无法传输信号。】7 y0 @; o! i+ P
那这么看来 是否题目说的三种情况是一样的呢
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 12:35
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-5-12 12:37 编辑 & U' Q* e. \0 w3 |* l
Ivan_GONG 发表于 2012-5-12 12:31 ( u1 G0 o) y9 X- L/ O, c
有道理4 H4 v" r0 M9 D6 u/ _* H7 H
  如果感应的电流不能回到源头 则此回路不能形成  无法传输信号。】' Q* R" {* z3 j$ M* ^) x- U, }9 u
那这么看来 是否题目说的三 ...

; _% E. c  K* E# m1 u7 M0 g/ e8 M1 I2 A. `# c+ N
耦合可以说一样，但是对传输信号的影响肯定不一样的了，这个影响放在频域里看更直观" P5 U. ?9 L9 Z6 G* l
* V+ ~" u+ D" F
另外感应的电流想回家回不去了怎么办，自然会投入到空气的怀抱中去了
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-12 13:34
yuxuan51 发表于 2012-5-12 12:35
5 ^$ h1 Q0 z9 K+ k9 B耦合可以说一样，但是对传输信号的影响肯定不一样的了，这个影响放在频域里看更直观) ^  ^% p. ?& w+ X' l
7 V+ ?( M- b2 A! H1 a4 v, W- J8 K
另外感应的电流 ...

$ n; s9 |  d; G! l1 U3 |对的 ， 肯定是有影响的 ， 参考其IO power 的肯定要好些。
6 M& O4 u. ~% t2 M耦合一样可是影响不一样  ，请问耦合应该就是表示的是场的传播形式或者说是构成吧，这样的话，我觉得场的构成也是不一样的，不知道对不对。  其IO power 将和其建立垂直可变的电场，并激发磁场，如果是一flotting plane 的话，相当于场遇到了一块等势体的平面，其电场将发生弯曲。当场剧烈变化是才会产生局部电子运动，耦合就会比较小。9 y0 w8 Z: P% W% I8 {0 p; g* R
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 13:58
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-5-12 14:02 编辑
7 e2 x! g8 l0 `7 u! p
Ivan_GONG 发表于 2012-5-12 13:34
: g; O* B6 c" E0 t对的 ， 肯定是有影响的 ， 参考其IO power 的肯定要好些。9 z( e4 Z1 J# ?
耦合一样可是影响不一样  ，请问耦合应该就是 ...

) c+ c, z# L) ]# a2 H5 A0 `/ \$ z5 k# B; R1 Z: [/ E
你这说的太深奥了，我不是电磁场科班出生，不懂不懂7 u2 R+ @  g1 G, l! R; z6 [& P
( l' I# W: f' ?; A, y: j
耦合一样影响不一样指的是信号由于某些不必要的耦合造成能量的衰减，不要想歪了
, }0 M3 w# E' O- o3 p/ [; g; C
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-12 14:05
yuxuan51 发表于 2012-5-12 13:58 2 c5 E7 D$ ~; a% l7 Z
你这说的太深奥了，我不是电磁场科班出生，不懂不懂+ z9 s3 h& U8 O# z2 \; \
  e5 d9 L7 T$ X6 k; x7 g
耦合一样影响不一样指的是信号由于某些不必要的 ...
$ j1 t' V- {2 L. N" V9 z- R
我是瞎猜，  目的是抛砖引玉呀。 7 M2 q3 {3 I  }- E
有木有什么方法可以验证呢  
+ t$ X& f* c  y3 [* r" x" f- }: J仁兄有什么好的方法。
作者: icy88    时间: 2012-5-12 14:08
Ivan_GONG 发表于 2012-5-12 14:05 5 }. X  [1 g$ z- N
我是瞎猜，  目的是抛砖引玉呀。
  s+ |) L8 E! e3 Y. n4 f有木有什么方法可以验证呢  
7 I4 T8 @$ W+ P  m5 I: l仁兄有什么好的方法。
; n5 H6 ?' L$ ?" L. x4 e
你用3D软件做下场分析,或者看下电流密度分布
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-12 14:14
icy88 发表于 2012-5-12 14:08
( t; [: T; r7 s你用3D软件做下场分析,或者看下电流密度分布

  g9 Q, I  S. |8 ?- E弱弱的问  波导端口如何区分是不是power 和 flotting shape
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 14:15
icy88 发表于 2012-5-12 14:08
9 O3 e9 n; k$ I9 n  H. @你用3D软件做下场分析,或者看下电流密度分布

7 T- |/ ^" o+ q4 k他现在是想看下对信号的影响
作者: icy88    时间: 2012-5-12 14:45
那就将power的s参数及信号的s参数提出来,用此s参数搭建信号回路,如果是供电的power,就在平面的节电上让其与信号相关(也就是说你driver需要找一个ibis模型,将其pull up的node点与电源相连接),如果不是相关电源就只加电压,与信号不必关联,如果是floting的平面,就什么也不加.然后看信号质量.如果是电源的话,电源地之间应该是要加个适当的耦合电容的吧.
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 14:48
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-5-12 14:57 编辑
+ f) i  `6 c) ~
icy88 发表于 2012-5-12 14:45
3 U; I$ k; w0 l3 A5 l& [' G那就将power的s参数及信号的s参数提出来,用此s参数搭建信号回路,如果是供电的power,就在平面的节电上让其与 ...

4 s* R7 I6 b, X! T: J
! ^# X" A; k/ F5 ?% ?7 O: }恩是的，S参数可以满足他的要求，其实在频率看比在时域里看更直观些，可以简单的用走线的差损来观察差别0 f) z% }/ k+ m. f2 l8 ]( E& p

: ?. L; V. `2 X9 L( D0 P6 w红色的线为普通的带状线，蓝色的线即为LZ说的第2种或者第3种情况
  ^3 D7 m& z3 B' P- D* b
, M8 W6 h4 ?1 I7 [6 K# m$ D2 m+ t
* \' K% [0 z5 A: u' N " J. s& {& S, _5 P4 i$ P6 V

& x3 n, h, S2 f$ P, H& l  [$ M0 Y8 w) t2 y  Q9 t
9 T, \+ k7 @3 q0 n

5 e7 ^3 a8 b; Z下图中最上面的导体没有包含到PORT当中，既没有当做走线的参考面又没有能量进入（模拟第2种或者第3种情况），但是从图中可以看出导体的表面仍有感应电流的
+ x' L$ G1 r; ]# A, F$ E( p; a' b# c: T
作者: icy88    时间: 2012-5-12 14:56
yuxuan51 发表于 2012-5-12 14:48
3 t0 ^  B; Z5 `# R, Y恩是的，S参数可以满足他的要求，其实在频率看比在时域里看更直观些，可以简单的用走线的差损来观察差别 ...
! Y, L& p. w, b: k) P& q, k/ \
求两种s参数的模型图
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 14:58
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-5-12 15:03 编辑 7 F, ]: X0 p* G) B! e
icy88 发表于 2012-5-12 14:56
% Z  s" V# A1 @8 t. Q求两种s参数的模型图
! b( v6 v9 n" x# }- i1 ?& r
6 L* G# F) o4 [2 W4 P( S" |1 `. _  ^
就随便画了一下呢，第一种是普通的微带线，第二种上面有说明，是把PORT拉下了一点。用的是HFSS，不知道这个操作思路能不能说明问题呢{:soso_e153:}
) C2 [  F2 }+ |' ~! E, ^
) J- Y4 `; r9 y( w2 s9 i, L. V# x, d( t6 E
红色线的PORT. f$ C+ i* V3 o4 f; J  y" {% E
: n# p$ R& t& T8 X4 n* c& X

! @+ a8 M; _: N/ ^2 |$ r2 H, a2 J: a! R. c; B" a

) }3 a+ n" [& E: L( d
# O2 g* X0 s4 g8 P) U4 b3 s& G蓝色线的PORT% z( H4 B  Q' Z: W% {

: s3 U; W. `  I. d1 Q, i" j
作者: icy88    时间: 2012-5-12 15:10
yuxuan51 发表于 2012-5-12 14:58
- {6 Z6 m% [5 V, _0 }. q, ~' n就随便画了一下呢，第一种是普通的微带线，第二种上面有说明，是把PORT拉下了一点。用的是HFSS，不知道 ...
1 ^$ {1 j( a' A3 [7 n, z5 k
yuxuan兄,我是这样理解的,如果不考虑直流电压的话,三者的物理结构是一样的,因此,三者的s参数应该是一致的,所以你修改port的积分面积似乎不太合适.
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-12 15:32
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-5-12 17:02 编辑 & ]% j2 A7 B: }# K
icy88 发表于 2012-5-12 15:10
9 z9 l- I' L, A# M, U- T$ Oyuxuan兄,我是这样理解的,如果不考虑直流电压的话,三者的物理结构是一样的,因此,三者的s参数应该是一致的 ...
2 x- a& w0 i6 l' ?( O' A

# |( S# `; ^" A& [$ j8 ^当PORT覆盖了所有的参考平面和走线时，一样的结构当然S参数是一致的，但是这样没法体现出将一层的参考平面变成floating plane  [4 Q3 V! E: Y4 b/ b% O$ V0 x( O
4 Q1 t+ L& t6 k  ?2 Y- T, i) F
修改了PORT的面积仅仅是为了不将第一层的导体与走线发生电场的联系，即将第一层的导体隔离开来，所以PORT拉短的距离其实很小，就一个小口，为了使不影响PORT周围电磁场分布计算& E0 g- U# T" V" [) h" E1 z5 j! R1 g

4 q3 H' E0 w' l% G2 w! J3 i. }* I' T# y物理结构一样代表着耦合的效果一样，但是把第一层的导体割离开来，在这一层上耦合出来的电流就无法回到源端，可能会造成辐射，S21的本质是表征信号功率的传递，或者是叫信号能量的传递，因为这种耦合而造成的辐射导致信号能量的减小应该在S参数上有所体现的，这个就和过孔连接了两个地平面，而附近没有地孔提供低阻抗回路造成回流高频部分的损耗道理是一样的，只不过一个是消耗辐射上，一个是消耗在回路的感抗上了，这个是我的理解。
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-13 16:49
icy88 发表于 2012-5-12 14:45
9 M, d# i& X1 H' P3 O那就将power的s参数及信号的s参数提出来,用此s参数搭建信号回路,如果是供电的power,就在平面的节电上让其与 ...
1 Y2 U! W. f$ G1 ^
恩 说的不错， 用sigrity也可以做试试 。
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-5-13 17:17
yuxuan51 发表于 2012-5-12 15:32 . {0 d  e8 q5 p/ l9 ^
当PORT覆盖了所有的参考平面和走线时，一样的结构当然S参数是一致的，但是这样没法体现出将一层的参考平 ...

2 K3 m1 X1 t. o) a感谢 icy88 和 yuxuan51 对本帖的支持和所做的工作。
" o! |( O8 M5 X. m- ticy88  士别三日当刮目相看呀
5 T( a* S8 q" w6 @6 R0 `3 x  h1 D7 y+ ?
如果设置的是wave port的话 是相当于在这个port的面积上对端口发射电磁波，这个电磁波并非是完全由‘信号’和‘参考面’
& n# o, k' C8 j, r  i& N来激发并传输的。
% U* H" {1 z# g3 Q) D8 [所以不知道能不能确定说，将port的位置下移就能将上面未覆盖到的plane看成是flotting的。但是从S参数的结果上来看，如果是port只移动了一点点的距离，差别如此明显肯定是有原因的。不过这个移动port的方法以前没试过，烦劳YUXUAN51兄能否提共实验中传输线的长度和损耗设置。9 {7 P7 ~& i) V) N
作者: yuxuan51    时间: 2012-5-13 20:47
长度为70mm左右，普通的copper和FR-4即可（4.5，0.02）
作者: sandyxc    时间: 2012-6-4 16:11
内功不够，我快走火入魔了，我走了{:soso_e101:}
作者: 花心刺猬    时间: 2012-6-7 16:13
太高深了，都是高手！
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-10-16 15:48
      这个问题从场的观念上比较难理解，我只能试图用集总的方法来理解。如果走线够长，floating plane 和其IO power 在高频的阻抗反映上是没有什么不同的。就如icy88说的，高频不分地和电源。在走线中间的部分电流应该是在不断的往返运动震荡的过程中，所以可以看成是有返回路径的。当我们考虑到这个走线两端的时候，在波长长度范围内，因为无法构成电流回路，导致传输线两端的阻抗变大，所以,从集总的观念上来说，floating plane 造成了传输线两端的阻抗不连续。这样就能量化和考量floating plane对信号的影响了。
作者: honejing    时间: 2012-10-17 18:39
1，信号A参考地和一个电源层，假设其到电源和地的距离相等， 请问，如果该电源为其信号IO电源，则信号与该电源之间的耦合比例有多少？
: x' s5 v7 K+ U* D  F0 ^! [3 O+ ]) e( n# `- T" ]
= 也許可以用 Loop 電感值來解，因為 Lloop = La + Lb -2Lab  ( La , Lb are 自感, Lab  is 互感)2 v/ T# G  C* C0 u4 Q' k" }9 F* m; J
      先把 Siganl A  與 Power 在遠端短路，求 Lab, 各自求 Signal A 的自感及 Power 的自感，再推導Lab。/ Z" w) P3 p: u& n. p1 S
    其他，2. 3. 問題，也可用相同概念。
  _4 W9 O; P) ^& e8 f" I
* ^4 _' ~1 |' a' r: r$ O  S: `4 u4，该三种情况下，对信号传输的影响有多大，该如何衡量？
/ L% Y! x$ y; i  \$ E% t= 用TDR 看阻抗變化，也許較有感覺。
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-10-17 21:44
honejing 发表于 2012-10-17 18:39
) Z$ ^6 o. H5 z" p( A  J) o3 [1，信号A参考地和一个电源层，假设其到电源和地的距离相等， 请问，如果该电源为其信号IO电源，则信号与该 ...
+ N+ a1 e5 E1 i- }. A! |
按照仁兄的说法是没有变化吗？
作者: honejing    时间: 2012-10-18 12:49
回 Ivan_GONG ，
, H4 a3 l: S( V7 [. H
  O1 Q; Z* N3 r  `若上下平面面積一樣大，理論上耦合比例應該是一樣的。



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