微带线设计细节的模拟仿真分析
微带线设计细节的模拟仿真分析
微带线设计在高速PCB设计中扮演着至关重要的角色。然而，许多工程师往往忽视了设计细节，导致实际性能与预期存在较大差距。本文将通过CST仿真软件，详细分析丝印、散热金属等设计细节对微带线性能的影响。
首先，从电路工作室中的Microstrip模块库中找到两个模块，并将其配置为差分100欧姆。这一步的参数设置无需过于精细，主要目的是生成三维模型。
然后，通过主菜单栏中的"All Blocks as 3D Model"功能，将上述模块自动生成三维模型。需要注意的是，生成的三维模型中并没有表面绿油层（阻焊层），需要手动添加，并导入材料库中的"Copper(annealed)"和"FR-4(lossy)"，对模型中的缺省材料进行替换。
因为采用的是时域求解器，因此，需要足够数量的网格对差分线结构进行剖分，否则会导致仿真结果的误差较大。参考下图所示的网格划分密度：
在上述模型的基础上，在走线正上方添加一块环氧树脂以模拟摆放的丝印，并采用材料库中的"Epoxy resin"材料属性：
另外一种操作是在走线正上方相同的位置，摆放一个金属块以模拟散热器，并采用材料库中的"Aluminum"材料属性：
从SDD21的结果对比可以看出，金属块的放置产生了非常严重的插入损耗并伴随着剧烈的振荡，相对而言，环氧树脂块所造成的波动则较为微弱。
从SDD11的结果对比可以看到相同的趋势，金属块所造成的影响非常地严重。
从TDR的对比结果中，金属块所造成的影响更为显著，因为它的引入，导致原本的微带线结构被"篡改"成带状线结构，从而产生了明显的阻抗跌落，进而导致了剧烈地信号反射，并且影响到了传播延时。
最后，以10Gbps的NRZ码型为例，从其压力眼图的效果来看，随着损耗的加剧和阻抗的波动，所造成的眼图抖动和噪声也在逐步地加剧，尤其是金属块的不当放置，最终导致眼图质量无法满足设计要求。
因此，综上所述，微带线的设计，尤其是速率较高的应用中，应当格外注意设计的细节，避免因设计疏忽而出现非必要地设计风险。
本文原文来自CSDN