ADS传输线建模和TDR仿真

在信号仿真中，传输线建模是最普遍，最基本的技能，目前应用比较多的大概有下面几种方法：

• 在Post layout simulation中，Layout文档导入EDA软件比如Sigrity PowerSI, Anays Siwave  后直接加Port, 提取S参数，然后在其他Circuit Simulation tool 里面进行后续仿真。

• 用HFSS对传输线进行精确建模，仿真，输出S参数

• 调用Circuit simulation tool (如ADS，Designer)里面的传输线模型进行仿真

   

这三种方法各有利弊，第一种在Post simulation中得天独厚，尤其是进行DDR等并行总线的仿真时，非常方便，但是频率升高以后，2.5D tool 准确性有待讨论，3D tool仿真需要很长时间，对仿真机器要求也很高，第二种在准确性方面是业界标杆，但是建模过程复杂，耗时耗内存，几乎不太可能用HFSS输出一个S48P的S参数，第三种建模方法最为简单方便，准确性方面也并无太大偏差，故而应用最为广泛。

本文主要介绍用ADS来进行传输线的建模方法。

1Stripline建模

用最典型的Stripline叠层为例，需要在ADS里对下面传输线进行建模：

在原理图中插入下图的叠层模型，如下图进行设置，便完成了对这对差分线的建模：

如果需要考虑Crosstalk的影响，也可以加进来多组差分线，假如要对三组差分线进行建模，差分对之间的间隔为40 mil。

这样就完成对传输线的建模，可以加到整个链路中进行仿真了，是不是很简单哦。

2Microstrip Line建模

对于微带线来说，由于一些绿油的参数很难定义，所以用ADS建模准确性比带状线要难控制一些，但是对于大部分应用来说，也是完全可以接受的。

对上面叠层进行建模，同样进行简单设置

3对传输线进行TDR仿真

ADS有专用的阻抗计算器LineCalc, 但今天我们用电路仿真的方法来进行TDR, 该方法同样适应于对S参数进行TDR仿真。

时域反射计(TDR)的原理是由阶跃信号发射器产生一个阶跃信号到被测件，然后测量反射信号的大小并记录延迟时间，计算发射系数，利用反射系数和已知信号源的特性阻抗，即可推导出被测件的特性阻抗，在仿真中，通常用电压来计算被测件的阻抗，假如电路如下图，已知Vs, R0, 需要计算出Z0。

根据最基础的电路知识，即可推导出Z0的计算公式。

从上面思路出发，在ADS里面搭建电路图， 如下：

运行仿真，结果如下图，阻抗值为84.92 Ohm左右。

用Poplar对此叠层进行验证，阻抗值为85.67 Ohm，相差在合理范围之内

同理，对Microstrip传输线进行验证，ADS仿真值为83.74 Ohm，Poplar 计算值为84.19 Ohm，其差异在合理范。

总结：用ADS对传输线进行建模，方便简单，并且阻抗值和Poplar计算值相差很小，可以满足大多数工程应用。