ADS信号完整性PCB串扰仿真

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ADS是keysight公司的一款比较强大的仿真软件，是由早期HP EEsof发展而来的，主要应用在微波射频领域，经过在Agilent公司的慢慢孕育长大结合仪器设备的优势，目前ADS不仅仅微波射频领域的工程师离不开它，近些年来，高速信号完整性领域也越来越多的工程师喜欢上了这款“不要不要”的软件。
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3 e' u7 O0 z9 F! ~/ l  G. }5 n  b' ]鉴于国内外的很多ADS的资料都是微波射频领域的，接下来，我们会慢慢的分享一些ADS在信号完整性领域经常使用的小功能和技巧。今天给大家介绍使用ADS进行串扰的仿真。


关于串扰的理论，大家可以参照《信号完整性分析》《信号完整性揭秘》等书籍。
8 _( N: U( g1 ]# X3 U
7 ?& }( R2 ~1 P3 q7 A' D7 F4 T: U
) \/ Z5 |* D9 s0 J5 s大家都知道，串扰与很多因素有关系，如传输线耦合长度、信号的上升时间、传输线的间距等等。这里就以这三个因素举例子对串扰做一些定性的分析：


5 Q' k  z5 N" M7 T8 S0 ]在ADS中搭建仿真的拓扑结构，这一点非常的重要，因为要是拓扑结构搭建都有问题，那么就使得仿真结果变得不可分析，所以，在如下的仿真中，都尽量以单一变量做仿真实验。
. `, \, k8 M* M





9 B2 B# \7 V8 d$ P+ g# }/ \/ m得到的串扰结果如下（蓝色为近端串扰NEXT，粉色为远端串扰FEXT）：

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, Y! c4 v- ~3 d0 b3 h9 e0 @# D


5 T2 \1 l, \7 g* }: C" ?% @; U1上升时间：
* x, @, u- w, S8 m
7 m3 `4 f; Z* s, l  q* ~: g

# r4 A5 K3 `& r- }' U" W; ]0 y
考察上升时间时，其他的参数都不变，只改变上升时间的变量，所以需要加入变化参量和扫描参数，如下所示：




+ a0 S) e; ?: `7 i3 X$ T+ r
( c9 U7 e( ~( z: R4 n$ S/ Z* J7 n
. _+ P$ p, ]# d' h, J8 V上升时间从50ps开始，300ns截止，每隔50ps仿真一次，得到的仿真结果如下：
% e# _( Y; `2 P3 N+ N4 _8 A

- y6 ^: E, A, [0 p

显然，随着上升时间边长，其远端串扰变小，饱和长度变大。



( d$ Y9 ]) U% ^) g  p, {/ M) N4 ~2耦合长度：
4 |1 k5 h$ G( ^% j* B

" G$ |( P7 ^: G( o5 I* v3 v

改变耦合长度，其他参数保持不变。长度由1inch开始，截止到6inch，每隔1inch仿真一次，变化参量和扫描参数如下：


% s" A' D. S7 ^# w" H5 W/ L

$ L) C8 Q) W1 [
8 D& k3 d% Y+ G" z% F1 @0 b9 G
得到的仿真结果如下：
. X- Z- x$ d# r
/ i0 t( l( S2 ^' g6 X5 X5 Z2 I" a
随着耦合长度的增加，其远端串扰一直在增加，在1inch之前就已经达到饱和长度，所以在此实验中，1inch之后增加耦合长度对近端没有影响。
9 G: ?5 g# [6 M  q/ Z0 {% V, B
$ s9 S! p: b+ a0 ~
  ?3 S  A5 ]5 n7 m3传输线间距：
9 c+ |' h8 c0 r1 t. F) D


0 f' U9 \0 l, m6 C0 @) b
改变传输线间距，其他参数保持不变。间距由4mil开始，截止到10mil，每隔1mil仿真一次，变化参量和扫描参数如下：


0 u! }$ ?: h; d5 O
$ ^" c' x3 Y8 F% w$ L( [
" ~; E' ~* J: ?8 ~* n* R7 g8 I


( W, ~+ A6 N" p0 S3 o5 D得到的仿真结果如下：
- N/ B. p/ Y) t

- D  @: @1 T( p0 y
由仿真结果可知，其间距越大，其近端串扰和远端串扰都会变小。

4 ]' [* |# d7 Y/ k! x, d由于ADS对数据的处理比较好，所以在以上实验中，还可以进行很多数据的测量，这里只是讲解串扰的参数sweep的仿真，所以没有对数据处理做进一步的阐述。
0 ?1 B9 T- S% x2 Q- _# u1 b& @

很多时候我们都在死记硬背很多公式和结论，记得住也记得对当然很好，但是如果记不住也不知道对不对，还不如使用一些仿真软件对相关的问题进行仿真，这样我们可以自己得到很多实用的经验和结论。
( k6 N6 u3 g2 P. b" Q$ K5 D6 e
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