如何使用ChannelExpert在頻域仿真時(shí)模擬溫升及加工損耗的影響？

前言

對(duì)于高速PCB而言，降低信號(hào)的傳輸損耗對(duì)于保證高速PCB的電氣性能至關(guān)重要。在PCB投板之前，一般通過仿真軟件評(píng)估傳輸線的損耗情況。如果仿真軟件未考慮溫升及加工損耗的影響，這有可能導(dǎo)致仿真結(jié)果跟實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)偏差加大，進(jìn)而影響仿真結(jié)果的可參考價(jià)值。因此，在仿真中，如何將溫升及加工損耗的影響加進(jìn)來(lái)，就成為一個(gè)迫切的需求。

ChannelExpert 中模擬溫升及加工損耗影響的流程

1.設(shè)置溫升系數(shù)配置表及其路徑

溫升系數(shù)及配置路徑由用戶設(shè)置。不同板材，在不同頻率下的系數(shù)，由用戶根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值填寫。配置表及路徑設(shè)置后，軟件會(huì)自動(dòng)根據(jù)仿真通道中用到的傳輸線（TML）與配置表中的信息進(jìn)行查表映射，并按照既定的運(yùn)算規(guī)則完成計(jì)算。配置表的保存格式是.csv格式，如下：

圖 1

溫升系數(shù)配置表

第一列是板材名稱，第一行頻點(diǎn)信息，單位GHz。板材名稱與頻點(diǎn)交叉處是溫升系數(shù)值。軟件中通過導(dǎo)入.tsf文件建立Substrate，然后，以tsf名字中板材名字跟溫升系數(shù)配置表中的板材名進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)。例如，tsf命名規(guī)則為：EM890_xxx _xxx_xxx.tsf，軟件會(huì)根據(jù)第一個(gè)下劃線‘_’前的EM890自動(dòng)精確匹配配置表中的EM890，找到后，在TML中會(huì)顯示溫升系數(shù)。

所以，溫升系數(shù)配置表中的板材名字填寫正確很重要，它將決定軟件能否根據(jù)tsf名找到配置表中的溫升系數(shù)。軟件中顯示溫升系數(shù)的TML會(huì)參與溫升及加工的計(jì)算，否則，不參與計(jì)算。 打開ChannelExpert后，點(diǎn)擊工具欄上的General Options，然后選擇Others下的IsShowTempRiseCoefficient，配置csv路徑。

圖2

配置溫升系數(shù)庫(kù)路徑

2.添加tsf文件及配置TML

在工具欄中選擇Application下的Pre-Layout建立通道，然后在Project Manger下，選中Substrate右鍵點(diǎn)擊Add Substrate，然后，在彈出的界面中，點(diǎn)擊Browse，選擇.tsf文件，跟tsf同名的Substrate將自動(dòng)建立到Project Manger下的Substrate欄位。 接著，就可以給通道中的Element賦上TML模型，當(dāng)選擇有溫升系數(shù)的Substrate時(shí)，會(huì)在界面顯示對(duì)應(yīng)的溫升系數(shù)，用戶可在此界面修改溫升度數(shù)，默認(rèn)為50度。只有Thru通道上的TML會(huì)參與到溫升及加工損耗的計(jì)算，F(xiàn)ext/Next上的TML不會(huì)參與計(jì)算。不參與計(jì)算的TML，在界面不顯示溫升系數(shù)。

圖 3

通過tsf文件添加Substrate

圖 4

配置有溫升系數(shù)的Substrate

3.添加仿真設(shè)置

在Project Manger下，選中Analysis右鍵，然后選擇Add Serdes Analysis，在彈出的對(duì)話框中，Compliance配置Fb值；通過是否勾選Output Temp Rise決定是否進(jìn)行溫升損耗計(jì)算及輸出；通過是否勾選Output Processing Loss決定是否進(jìn)行加工損耗計(jì)算及輸出。默認(rèn)Processing Loss的系數(shù)為0.04。連接器的數(shù)量及溫升，默認(rèn)分別為2及50度。

圖 5

仿真配置

4.查看溫升及加工損耗結(jié)果

完成以上配置后，Serdes Channel Analysis會(huì)自動(dòng)添加到Analysis下。選中Serdes Channel Analysis右鍵選擇Analyze進(jìn)行分析，仿真結(jié)束后，結(jié)果會(huì)自動(dòng)輸出到Results下的IL曲線上。TEM./dB對(duì)應(yīng)溫升損耗值，MANU./dB對(duì)應(yīng)加工損耗值，Total/dB對(duì)應(yīng)Y+TEM+MANU和的值。

圖 6

結(jié)果查看

5.生成報(bào)告

選中Project Manger下的Project，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中，選中Export Channel，選中需要生成報(bào)告的channel，軟件可自動(dòng)將帶有溫升與加工損耗的結(jié)果輸出到Microsoft Office或WPS Office格式的報(bào)告。

圖7

生成報(bào)告

總結(jié)

本文介紹了如何使用ChannelExpert在頻域仿真時(shí)模擬溫升及加工損耗的影響。首先，用戶需要指定溫升系數(shù)配置路徑，然后，軟件會(huì)將溫升系數(shù)跟傳輸線長(zhǎng)度與溫度自動(dòng)按照既定規(guī)則進(jìn)行映射，這時(shí)用戶只需配置tsf文件與TML屬性。其次，在仿真設(shè)置中，用戶通過勾選的方式，模擬溫升及加工損耗的影響，仿真結(jié)果直接顯示在軟件中查看。最后，用戶可選擇是否輸出仿真報(bào)告。整個(gè)流程簡(jiǎn)單，易上手，極大節(jié)省了用戶手動(dòng)計(jì)算溫升與加工損耗的時(shí)間，避免了一些人為的錯(cuò)誤，提高了工作效率。

審核編輯：劉清