對于SI工程師而言,沒有什么事情比把PCB結構的仿真結果和測試結果擬合上更令他們感到開心的了。因為能做到這一步,說明了仿真的可靠性,進而可以通過仿真解決大部分的問題,這可謂是PCB行業(yè)的一大福音。
這也是我們高速先生一直以來的夢想,仿測擬合,雖然只是很簡單的四個字,但是需要包含的理論知識,軟件使用以及測試方法卻需要很長時間的積累。高速先生也在這方面一直在做深入的研究,發(fā)現(xiàn)這的確是一個苦差事。剛好今年的文章中就有一篇講得比較透徹的仿真測試擬合的案例,下面我們一起來看看。
題目有點長,但是也很容易理解,講的就是對差分過孔的分析,分析的方法就是通過仿真和測試進行擬合。
大家可能覺得無非就是一對過孔嘛,會3D仿真的人不用半天就能把它建模出來,測試嘛,投一塊測試板,然后把這對孔做上去,通過網絡分析儀一測不就OK了嗎。恩,總體思路的確是這樣,但是隨著文章的深入你會發(fā)現(xiàn)就有一些因素實際上很難去把控。
文章的開場白,首先是對過孔的特性進行一番介紹,例如過孔的危害是怎么樣的,會影響阻抗啦,會減緩上升時間之類。
然后給出的總體思路與大家的不謀而合,你會發(fā)現(xiàn)除了我們上面說到的那幾個核心步驟之外,還多了一些有的朋友可能沒聽過的步驟,例如de-skew、de-embedding等等,這都是測試中會遇到的專業(yè)術語,我們這里先不講,賣個關子哈。
本文需要進行仿真測試對比的是一對從L7層換到L16層的過孔,通過做一根L7層和L16層的走線把兩邊去嵌掉,得到我們所關心的過孔結構參數(shù)。
在去嵌之前,作者先用網分測試出上面三個結構的參數(shù),結果似乎有點奇怪。為什么L16層的走線損耗差得那么厲害,甚至比多一對孔的L7轉L16的結構還差呢?這說不過去啊!
當作者看到上面結果的模態(tài)轉換也是L16層比較差的時候,大概知道了原因,肯定是由于這對差分線的P和N之間有延時差,也就是skew造成的。然后立馬把L7和L16的走線的P和N單端線的延時拿出來一比,果然證實了這一點。L16層的P和N的延時非常的大,因此造成了損耗在高頻的急劇下降。
如果大家沒注意這一點,直接拿來去嵌的話會怎么樣呢?很可能會得到一個錯誤的S參數(shù),高于0dB。
為什么P和N會有那么大的skew?主要原因還是由于玻纖效應的影響。L7層和L16層其實都遇到了玻纖效應,只不過程度不同而已,這也從側面說明了玻纖效應的概率性。
如同前文所說,如果我們就這樣去嵌的話,得到了所謂過孔的結果就是下圖這樣的。
那我們應該怎么辦呢?難道需要重新再投一板測試板?先不用哈,我們看看能不能在當前測試數(shù)據的情況下做一些優(yōu)化,把skew給去掉,也就是de-skew了。
這是本文最核心的內容,也是最難理解的一步。它通過損耗與相位之間的公式,從中反推出相位差,然后通過補償?shù)姆绞桨褍蛇叺膕kew抹平。
完成這一步運算之后,再來看優(yōu)化后的測試數(shù)據,就會發(fā)現(xiàn),skew的影響基本沒有了。
優(yōu)化后的損耗測試結果就和我們預期的比較吻合了。
這個時候再去通過相關去嵌軟件,就能真正的進行去嵌,得到過孔的真實參數(shù)。
有了測試結果,后面就要進行仿真了。仿真相對難度小一點,通過對過孔的幾個參數(shù)進行掃描,考慮一定的加工誤差之后,就能確定一組加工后的參數(shù)值,從而使過孔的仿真結果和測試結果達到基本的吻合了。
好,篇幅關系,本文的主要內容就和大家分享到這里了。
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