时域反射特性曲线对了解通道内特性非常有帮助。在时域反射曲线中,每一个阻抗的变化都是由于阻抗不连续造成的。通道中的接头、转接插件、过孔等都是造成阻抗不连续的原因。
根据时域响应并对比实物通道,可以为每一部分建立简单的仿真模型,如图4-7所示。
图4-7 高速背板子卡输入连接段的物理结构、时域反射响应及等效电路模型
子卡上的SMA接头及信号加载部分使用两段单端传输线构成。这两段传输线阻抗不同,从而在连接处造成阻抗不连续。原理图可见Circuit Model Topology目录下的coax原理图视图。子卡上的小段传输线可以使用ADS软件中的多层互连线模型库中的耦合传输线表征,Circuit Model Topology目录下的line_card原理图视图如图4-8 所示。子卡上的过孔使用传输线加对地电容实现,详见Circuit Model Topology目录下的via_assembly原理图视图,如图4-9所示。
子卡到背板的连接件使用传输线模型,详见Circuit Model Topology目录下的connector原理图视图,如图4-10所示。
背板上的过孔以及背板上的传输线均采用前述的拓扑结构,即使用耦合传输线加对地电容表征过孔;使用耦合传输线模型标准背板上的传输线。
本实例中的背板物理结构上是对称的,在模型上就可以根据这种对称性的特性,建立完全对称的通道模型结构。在entire_backplane_ads_design原理图视图中,将已建立好的各单元模型级联起来,并将其模型参数设置为变量,为了方便比较,在原理图中还加入了通道测试数据,使用相同的激励源进行时域仿真,如图4-11、图4-12所示。
图4-8 子卡上的传输线等效电路模型
图4-9 子卡上的过孔等效电路模型
图4-10 连接器物理结构、时域反射响应及等效电路模型
从仿真结果中可以看出,自建的通道模型和测试结果之间的差异是很大的。可以使用ADS软件中提供的调谐 功能,调整各个模型的参数,使仿真结果逼近测试结果。图4-13 所示显示调谐第一节 SMA 接头模型的4 个参数,使得时域第一个反射点曲线基本吻合。
图4-11 高速背板的等效电路模型
图4-12 等效电路模型仿真结果(虚线)与实测结果(实线)对比
图4-13 使用调谐功能调整输入端模型参数