高速仿真提高信号质量，这两点你必须知道！（文末有彩蛋，不要走开）

仿真

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在高速数字领域，我们常将发射端与接收之间的电气部分称为通道。通道性能是影响信号质量的关键因素之一。我们可以使用 ADS 对通道性能进行评估，典型的仿真步骤为先使用 EM 仿真引擎（ADS mometum/SIPro/EMPro等）提取评估通道的S参数（也可以实测获得 S参数），再将S参数应用于时域仿真，然后对时域仿真结果进行分析。眼图就是其中一个非常常见的分析对象。

但是，提取 S参数需要注意哪些细节，才能保证在时域仿真中可以准确的获取到通道的性能。本文档对其中一些细节进行了分析。

通道时域仿真

首先来看一个案例。下图是一个时域通道仿真的电路，使用简单的通道，一对差分线，差分信号线两端别接理想发射芯片模型与接收模型。信号速率为10Gbps，上升下降时间 20ps 。对下列电路进行仿真：

获得的眼图如下所示：

这个眼图结果非常好。眼宽为89.5ps，眼高为426mV。接下来，我们进行一个实验，把传输线的S参数提取出来：

提取传输线的S参数

使用S参数求解器对差分线的S参数进行提取，提取频率范围为0-20GHz，步进1GHz：

仿真完成后，使用数据提取工具将仿真结果转换为S参数文件：

然后在用上一步中获取的S参数，替换传输线，进行通道仿真，仿真电路如下图所示：

获得眼图结果如下：

眼宽为62.5ps，眼高为198mV。很显然，结果与之前用原始传输线仿真获得的结果差异很大，眼图裕量变小啦，噪声和抖动都变大很多。为了弄清楚其中的问题，所以又做了如下实验。将步进设置为 0.1GHz，提取 S参数，把获得的S参数替换前面的S参数，获得的眼图结果如下所示：

眼宽为93.5ps，眼高为397mV。步进变小之后，结果有很大改善，与最原始的结果也非常的接近。

既然结果有改善，那么考虑继续将步进改小，设置为 0.01GHz，提取 S参数之后再进行通道的仿真，获得眼图如下所示：

眼宽为89.5ps，眼高为403mV。很显然，结果更加的接近最原始的结果。当然，步进比较精细的时候确实更加的接近最原始的结果，但是也会带来仿真的效率变低。

前面改变的都是提取S参数时的步进，那么接下来，我们从另一个角度进行分析，即在步进为0.01GHz的条件下，改变提取S参数的带宽，分别提取15GHz、20GHz和30GHz的S参数，并带入到通道中进行仿真，获得的结果如下所示：

几种仿真眼图的眼宽和眼高分别如下所示：

从以上的结果分析可以看到，当提取S参数的带宽达到3倍带宽的时，其结果更加接近最原始的结果。

结论：

1、当频率确定之后，随着频率步进的提升，s参数模型的表现越来接近原始的结果；

2、当获取S参数的步进确定之后，随着提取S参数带宽的升高， s参数模型表现越来接近原始的结果；

3、从前文的比较可以看到，当仿真的数据速率为10Gbps，如果需要 S参数模型与原始表现几乎相同时，在获取S参数时，其S参数仿真设置为 0.01GHz 步进， 30GHz 的频率，实际提取过程可以通适当的内插入或自适应算法，实现这一精度。

现在，为了帮助大家的学习需求，电子发烧友学院联合拥有13年模数EDA电路设计经验的李增老师，为大家免费直播高速信号仿真s参数的提取、分析与优化方法，带大家深入学习高速电路仿真、信号完整性设计的同时，通过直播希望也能让大家跟老师进一步了解接触！还可以进群跟各行业PCB电路工程师交流互动哦~

下面是我们明晚（12月5日）8点的直播内容：

直播主题：

李增老师带你一起学习S参数的相关知识及提取解读分析优化S参数的方法

直播讲师：

李增

1、电子发烧友学院特邀硬件电路资深讲师，擅长实战开发训练。

2、曾经任职Layout工程师、电子工程师、嵌入式工程师、高级硬件工程师等职务。

3、擅长模拟电路和高速数字电路的相关设计工作，曾多次带领团队独立完成开发项目，并成功上市商用，熟悉Allegro、Orcad，Sigrity，pads，AD，Multisim，ADS等EDA工具。

4、京东网、当当网畅销图书《Cadence高速PCB设计实战攻略》编者。

5、独立编写一套关于高速PCB设计、信号仿真、硬件电路的电子工程师课程教材。

直播主题：

S参数，建立在入射与反射微波关系上的网络参数，对电路设计非常有用。本次直播内容以S参数知识作为切入点，详细讲解S参数提取、分析和优化方法。

直播大纲：

啥是S参数？S参数的黑盒子物体行为特性分析分析办法？

2. S参数的频域特征观察，双端口网络传输通道的频域特性分析

3. S11,S21,S31,S41参数的解读和具体表示的意义，观测接收端的信号优劣判断

4. 差分模式信号，SDD,SCC,SDC,SCD具体表示的意义解读，信号优劣判断

5. Sigrity PowerSI提取S参数与实例解读参数相关操作演示与结果分析

6. S参数的优化和改进的策略与常用互联链路改善技巧

学习后你将获得哪些知识：

1、了解S参数的意义。

2、熟悉S参数的应用场景及S参数中传输通道分析指标标准。

3、掌握Sigrity PowerSI提取S参数与实例解读参数相关操作。

4、熟悉高速互联的常用优化链路技巧。

扫码立即免费报名直播（报名后才可观看直播回放）

除此之外，李增老师还特别给大家准备了高速信号仿真分析3节课，给到大家免费学习！

如何免费学习以上3节课程内容？进入高速信号仿真技术交流群，扫描下方的二维码添加助教微信，无需分享，添加老师后即可免费领取。

高速信号仿真技术群，扫码立即加入

扫码或者手动添加助教微信：brownb1009（备注：高速仿真免费看）

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辰光 · 2019-12-4 18:45:00

学习一下，感谢楼主分享

nbalanqiu · 2019-12-5 12:35:07

学习一下，谢谢分享

lm12041204a · 2019-12-11 09:23:55

感谢楼主分享！

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