【《层叠PCB的建模与结果分析案例》1100字】

--层叠PCB的建模与结果分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u31267层叠PCB的建模与结果分析案例 145301.1层叠PCB的建模仿真 1168031.2阻抗计算及优化分析 21.1层叠PCB的建模仿真设计的八层结构的层叠PCB模型如图3.1所示：图3.1八层PCB层叠结构表3.1为设计八层结构的层叠PCB的材料参数。表3.1八层结构的层叠PCB板材料参数参数名称数量FR-4-Core介电常数（Real）4FR-4-Core介质损耗角（TanD）0.02FR-4-Prepreg介电常数（Real）3.7FR-4-Prepreg介质损耗角（TanD）0.023导体层厚度（Thickness）1.6mil导体层粗糙度（Rough）2um导体导电率（Cond）5.8E+71.2阻抗计算及优化分析PCB设计之前，通常要计算传输线的阻抗，来考察对生产良率的影响，这需要使用ADS中的阻抗计算工具CILD。对信号完整性的问题进行分析时，为了验证某些信号的完整性的现象，经常采用理想传输线，它只与电感和电容有关。分析一般的信号完整性的问题，可使用公式3.1进行一个简单的评估。Z=LZ：传输线阻抗；L：传输线单位电感；C：电容。对于高速的复杂数字电路的设计，传输线设计的优劣程度决定着信号质量的好坏。经常使用的传输线是微带线，它的应用非常广泛，几乎在每一个电子产品上都有使用，主要分为单端微带线，差分微带线和共面波导微带线。本文选用的是差分微带线的传输线结构，使用阻抗计算工具对其进行阻抗计算。设置传输线的线宽（W）和线间距（S），得到未优化的阻抗计算如图3.2所示：图3.2未优化的阻抗计算由图3.2可知，差分阻抗（ZcDifferential）为100.446ohm，共模阻抗为26.2464ohm。在没有特殊要求的情况下，一般规定微带差分线的阻抗为100ohm，可以通过优化传输线的线宽或者线间距使得差分阻抗达到100ohm，对线宽和线间距组合优化，经过多次仿真对比后，得到最优的数值如图3.3所示：图3.3优化后的阻抗计算由图3.3可知，进行阻抗优化后的传输线的线宽的数值为8.09mil，线间距的数值为25.04mil，差分微带线的差分阻抗为100ohm，共模阻抗为26.0556ohm，满足传输线的设计要求。优化后，层叠结构的总衰减为0.87dB，总的延时为0.85ns，传输线的速率为1.79e+8m/s，满足设计要求。计算阻抗时，如果多个变量同时变化，简单地使用优化就难以快速有效的找到合适的值。使用ADS的参数扫描，就可以方便快捷地观察多个变量变化时的阻抗值。对于传输线的线宽和线间距进行多次参数扫描仿真，得到如图3.4所示：图3.4参数扫描由图3.4可知，当传输线的线宽在7.8mil至8.4mil范围内，差分阻抗和特性阻抗的值随着线宽的增大而减小，信号的衰减和延迟随着线宽的增大而增大。因此，传输线线宽和线间距的确定可以通过参数扫描仿真来确定这个最优值，达到设计要求。统计分析仿真通常用来制定产品的设计规则，分析生产偏差对成品产生的影响。通常要求线宽的偏差不超过线宽的10%。在这10%的范围内，差分阻抗会发生变化，变化的范围需要进行统计分析，来确定产品是否合格。针对线宽，进行统计分析仿真，如图3.5所示：图3.