看看你的走線延遲仿真準(zhǔn)么？

在有等長要求的場景中，我們通常需要對走線的延遲進(jìn)行仿真，以確定走線等長約束。實(shí)際仿真時(shí)，我們可以通過2D電磁場算法計(jì)算微帶線或者帶狀線的延遲，也可以提取微帶線或者帶狀線的S參數(shù)，然后利用時(shí)域仿真器對走線延遲進(jìn)行分析。

在使用走線S參數(shù)對延遲進(jìn)行時(shí)域仿真時(shí)，就會(huì)牽扯到時(shí)域-頻域轉(zhuǎn)換問題，可能會(huì)出現(xiàn)因S參數(shù)抽取不合理導(dǎo)致的仿真錯(cuò)誤。本文將提取實(shí)際PCB上一段帶狀線的S參數(shù)，對比當(dāng)S參數(shù)頻率范圍以及點(diǎn)數(shù)不同時(shí)，時(shí)域延遲的差別。

1：仿真參數(shù)設(shè)置

(1)：S參數(shù)頻率范圍為10M~40GHz，點(diǎn)數(shù)分別為：401,201,101,91,81, 71,61,51,41；

(2)：仿真點(diǎn)數(shù)設(shè)置為101點(diǎn)，最大頻率設(shè)置為：4，5，6，7，8，9，10，20，40GHz

(3)：用于時(shí)域仿真的激勵(lì)源為幅度為1V、頻率為1GHz的正弦波，頻域S參數(shù)和時(shí)域仿真原理圖如下所示:

S 參數(shù)

時(shí)域仿真原理圖

2: 仿真結(jié)果

仿真結(jié)果如下表所示，可以看到當(dāng)f=40GHz，點(diǎn)數(shù)N<71點(diǎn)時(shí)，時(shí)間延時(shí)delay誤差快速增大；當(dāng)N>81時(shí)，delay的值波動(dòng)小于5ps。N一定，頻率f從4GHz變化到40GHz，delay的值波動(dòng)小于13ps。

隨后使用另一款軟件對上面結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，然后進(jìn)行時(shí)域仿真，仿真結(jié)果如下，發(fā)現(xiàn)此軟件不具有自動(dòng)差值能力，其先將S參數(shù)轉(zhuǎn)換為Spice電路，然后進(jìn)行時(shí)域仿真，N<=101點(diǎn)時(shí)，仿真會(huì)出錯(cuò)。

3. 結(jié)論

對比兩款軟件的仿真結(jié)果基本一致，說明在S參數(shù)合適的情況下，使用S參數(shù)去計(jì)算延遲是可行的。但是當(dāng)S參數(shù)不合理時(shí)，使用S參數(shù)去評估走線延遲會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，大家在仿真的時(shí)候一定要小心。

時(shí)域仿真器在時(shí)域仿真時(shí)如何處理S參數(shù)才是理解上面問題的關(guān)鍵，可惜我們不太了解時(shí)域仿真器處理的過程，我嘗試直接通過FFT計(jì)算，發(fā)現(xiàn)也與上述仿真結(jié)果不能匹配。