提取S参数所需要考虑的频率范围

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提取S参数所需要考虑的频率范围

S参数代表无源通道的性能,因此S参数的准确性直接影响结果的正确性。

提取S参数通常需要设置的条件有起始频率、截止频率以及扫频间隔。关于扫频间隔我们后面再来分析(先挖坑,后面再填),这里主要分析提取S参数的截至频率。

这次仿真是原理验证,因此在理想条件下进行验证。

利用软件自带的传输线模型,搭建通道仿真的电路,信号的频率设置为10GHZ。

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仿真,查看眼图,并统计眼高和眼宽。

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这个仿真结果将作为模板和后面的仿真结果进行对照。

对于28G以下的信号,其电平编码基本都是NRZ,因此该10G信号的基频为5GHZ,根据这个分别提取S参数到3倍频,5倍频,7倍频,9倍频。

搭建提取理想传输线模型的电路:

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通过改变S参数的截至频率,进行4次仿真,分别提取到15GHZ、25GHZ、35GHZ、45GHZ。并保存S参数文件。

美狮彩票使用提取到的S参数对理想模型进行替换。

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依次使用不同截至频率的S参数进行仿真,并记录结果。

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对比结果可见,当S参数只提取到3倍基频的时候眼图和理想模型有一定的差异,将频率提高的5倍频,基本可以复现理想模型的情况。随着提取频率的逐渐增加,眼图越来越接近于理想模型,但变化已不大。

结论很明显,提取S参数的截至频率越高,越能复现真实情况。但实际应用中,过高的提取频率也意味着需要更多的仿真时间。综合考虑,建议提取到基频的5倍频(或频率的3倍),最低最低也要提取到基频的3倍,低于这个值得到的S参数将很难复现真实场景。

嗯,到这里还并没有结束。上面的结论适合于大多数情况,但并不一定就是正确的。严谨一点看提取S参数的范围,这个取决于信号的边沿时间,边沿时间越短,那么所包含的高频分量越多,所要考虑的带宽范围也就越大。

看下面这两张图就能明白了,第一张图信号边沿时间30PS和我们前面仿真的信号是一致的,可以看见频率基本分布在30G以内,因此提取到30G就够用了,而对于10PS(10G的信号边沿不会这么陡,设置这个值只是为了验证原理)的边沿时间,到40G都还有能量分布,则需要考虑更高的带宽:

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本文转载自: PCB设计与信号完整性仿真(作者:十四岁的十四)
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