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高速無(wú)源鏈路阻抗匹配套路

發(fā)布人:電巢 時(shí)間:2022-09-28 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

在仿真優(yōu)化HFSS復雜模型時(shí),經(jīng)常會(huì )發(fā)現,如果優(yōu)化調整某個(gè)結構尺寸,高頻VSWR指標與低頻VSWR指標存在翹翹板現象,按下葫蘆起了瓢!

島主見(jiàn)過(guò)有人用高性能服務(wù)器優(yōu)化大型HFSS模型,十個(gè)以上的結構尺寸全做參數化,設置好全頻段VSWR指標,然后啟動(dòng)HFSS優(yōu)化,7X24小時(shí)不停機盲跑。

這種盲目?jì)?yōu)化,恐怕跑到宇宙毀滅也得不到最優(yōu)解,急死俺了!

何以解憂(yōu)?唯有套路。


套路一:在哪個(gè)位置分段?

下圖來(lái)自于百度:

image.png


芯片~封裝~子板PCB~連接器~高速背板~連接器~子板PCB~封裝~芯片構成的高速無(wú)源鏈路,在設計階段,將此鏈路在A(yíng)、B、C位置斷開(kāi)成四截:

  • 芯片封裝載板~子板PCB

  • 子板PCB~高速連接器~背板

  • 背板~高速連接器~子板PCB

  • 子板PCB~芯片封裝載板

如果鏈路對稱(chēng),則只需要考慮鏈路的一半,也就是兩截。

當然,仍然可以細分無(wú)源鏈路。典型的芯片封裝載板/SIP結構如下圖所示:

image.png


上圖這樣的芯片封裝載板~子板PCB這段鏈路還可細分為以下兩段:

  • 芯片~Bonding~封裝載板

  • 封裝載板~BGA焊球~子板PCB

分段位置必須位于橫截面尺寸穩定的傳輸線(xiàn)上,也就是阻抗連續的位置,例如PCB微帶線(xiàn)、帶狀線(xiàn)、同軸電纜。

image.png


上圖是差分過(guò)孔仿真模型,在橫截面尺寸不變(阻抗連續)的PCB布線(xiàn)處分斷是正常的做法。


套路二:先擼低頻,后擼高頻。

有些高頻無(wú)源鏈路,由于高頻信號的波長(cháng)幾乎與橫截面結構尺寸相比擬,仿真或測試TDR指標已經(jīng)不管用了!

在仿真優(yōu)化HFSS復雜模型時(shí),經(jīng)常會(huì )發(fā)現,如果優(yōu)化某個(gè)尺寸,高頻VSWR指標與低頻VSWR指標存在翹翹板現象,按下葫蘆起了瓢!

怎么辦呢?

要先擼低頻,后擼高頻。舉例說(shuō)明具體做法:

image.png


上圖VSWR曲線(xiàn)是高頻66GHz同軸連接器PCB轉換結構模型的仿真指標

藍線(xiàn)是我們預期的無(wú)源鏈路的VSWR指標模板,依據無(wú)源鏈路復雜性(或經(jīng)驗)選擇模板斜率;

紅線(xiàn)在原始模型的VSWR曲線(xiàn),紅線(xiàn)在8~18GHz低頻段超過(guò)模板,先調整某個(gè)結構尺寸,強制壓下8~18GHz低頻段的VSWR指標;

然后保持此結構尺寸不變的前提下,再調整無(wú)源鏈路的另一個(gè)結構尺寸,壓下38~66GHz高頻段VSWR指標;

優(yōu)化后的模型對應綠線(xiàn)所示的VSWR指標。

此做法隱含的原理是:

低頻是基礎,高頻是大樓。

基礎不牢,地動(dòng)山搖。


總結

復雜無(wú)源鏈路仿真優(yōu)化套路:

√ 復雜無(wú)源鏈路可分斷做仿真優(yōu)化,分斷位置必須位于橫截面尺寸穩定的傳輸線(xiàn)上,也就是阻抗連續的位置。

√ 優(yōu)化某個(gè)尺寸,高頻VSWR指標與低頻VSWR指標存在翹翹板現象,按下葫蘆起了瓢!怎么辦?要先擼低頻,后擼高頻。


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