project-马宇航传输线串扰分析与仿真实验基于pspice和hfss

传输线的串扰分析与仿真——基于PSpiceCrosstalkysisandsimulationexperimentoftransmissionlineOnPSpice&HFSS140920321马宇航 .-1PART1PSpice2PCB的三导线间串扰的计算...................................................................................-2三导线串扰模型分析......................................................................................-2PCB上单位长度电容电感的计算方法............................................................-3PSpice仿真程序设计............................................................................................-5PCB的时域近端串扰5主程序模块5子程序模块5PCB频域响应10-主程序模块10子程序模块11PCB三导线间串扰的实验结果与分析.................................................................-14PCB的时域近端串扰....................................................................................-14PCB频域响应15-PART2HFSS17非均匀媒质对传输线的影响理论分析................................................................-17微带线的模型结构...............................................................................................-18HFSS型搭建19-S数仿真结果20-L=λ..............................................................................................................-21L=λ/2...........................................................................................................-21L=λ/4...........................................................................................................-22微带线间距与耦合强度的关系............................................................................-22微带线电场分布情况...........................................................................................-23PART324PART1PSpice真实PCB的三导线间串扰的计三导线串扰模型分1PCB。PCB47mil1-Oz15mil，45mil10in25.4cm。1V，10MHz50%，上升/下降6.25ns（5ns10%-90%）。1PCB上单位长度电容电感的计算方利用计算款间隔传输线的分布参数矩阵的FORTRAN程序WIDESEP.FOR母板一侧的N2:WS表示。板厚度用T表示，母板的相对介电常数为r。指定参数连接盘的3这些连接盘从左到右从1到N。在这种方式下，选择参考连接盘，然后连接盘被重新，从左到右为1到N-1=n。输入文件333=NUMBEROFCONDUCTOR=NUMBEROFREFERENCE=LANDWIDTH=BOARDTHICKNESS =BOARDRELATIVEDIELECTRICNUMBEROFLANDS=NUMBEROFLANDS=NUMBEROFDIVISIONSPERLAND=30REFERENCELAND=3LANDWIDTH(mils)BOARDTHICKNESS(mils)=4.700E+01111.38315E-126.91573E-=221.10707E-112.96949E-12-2.02619E-224.05238E-111.16982E-12-7.30774E-221.46155E-L6.91573

6.915731071.107071062.96949 2.026191011C2.02619 4.0523810114.1.1PSpice仿真程序设PCB的时域近端串SPICE时域分析是求解在一般的电压源的时域函数形式Vs(t)的作用下接VNE(t)VFE(t)的时域形式。主程序模SPICESPICEMTLMODEL;HOMOGENEOUS 不会被仿VS10PULSE(0106.25N6.25N43.75N6.25ns43.75nsRS1S//“RS1S50RLL0RNENE0RFEFE04XMTLSNELFE .TRAN.1N20N0子程序模*SUBCIRCUIT*SUBCIRCUITMODELOFAMULTICONDUCTORTRANSMISSIONNUMBEROF//*0.254 .SUBCKT //6

0，t

由于公式

VGG

VGR

C1 V 0 t V 0 t压源，其中 在501和0之间， 在502和0之间所有有如下程序V101101 //101301间的电压V101(源端电压EC1013010POLY(

0，t

//3010之间的电压控制电压源

VGG

VGR V 0 t V 0 t V 0 t， //控制电压源

VC1的变化矩阵 GR //VC1 GR..

0，tT1

IC1G=G流源，其中G=G

I

乘以电阻为

I

乘以电阻为

T，RVT，RVIGGTIGGTIGG*序

TTIGG

I

FC1010501POLY(//5010

0，tT1

RR I tG I I t，+ //控制电流源 IC1 T

TT //C1

V201201 EC2014010POLY(

0，t

//4010之间的电压控制电压源C

VRG

VRR V 0 t V 0 t V 0 t， //控制电压源 //VC2的变化矩阵 //VC2的变化矩阵 FC2010601 //6010

IC

0，tT1

I I tGR I I t，+ //控制电流源

IC2

TT

IC2

TTV102102 EC1023020POLY(

L,t

L,t//3020之间的电压控制电压源C

VGG

VGR L t L t L t， //控制电压源

VC3的变化矩阵 FC1020502POLY(2)

VC3的变化矩阵//5020

IC

L，tT1

GR+ //IG GR L t+ //控制电流源 IC3I

TTT

C3的变换矩阵V202202 //202402间的电压V202(远端端电压EC2024020POLY(

L,t

L,t//4020之间的电压控制电压源C

VRG

VRR L t L t L t， //控制电压源 //VC4的变化矩阵

VC4的变化矩阵//6020

IC

L，tT1

L tGR L L t，+ //控制电流源

IC4

TT

IC4

TTT10150106010Z0=2.658983E+02TD=1.321285E-//T10150106010r。r。TD表 延时Z0表示其特征阻抗

Z

'T1025020602T10250206020Z0=1.096490E+02TD=1.410790E-/去耦变化矩阵T10150206020'rTD延时'r。ZCmRlZ0表示其特征阻抗cSPICE频域分析则是求解在正弦电压源Vs(t)=Vscost＋θ)作用下接VNE(jVFE(j)的相位和幅度。主程序模(a.(a.替换源电压波形：VS10AC10b.替换执行行（.TRAN):.ACDEC5010KSPICEMTLMODEL;HOMOGENEOUSVS10AC1//“VS101VRS1S//“RS1和S50RLL0//“RLL050RNENE0//“RNENE050RFEFE0//“RFEFE050XMTLSNELFE .ACDEC5010K//10KHz1000MHz50Hz子程序模*SUBCIRCUITMODELOFAMULTICONDUCTORTRANSMISSIONNUMBEROF//*0.254 .SUBCKT //V101101 //101301间的电压V101(源端电压 V 0 tEC1013010POLY //301 V 0 t V 0 t+( V 0 t+( //控制电压源 +//VC1的变化矩阵+//VC1的变化矩阵FC1010501POLY //5010+ //IG+ //IR I

T //C1 T

//C1的变换矩阵V201201 V 0 tEC2014010POLY V 0 t， V 0 t V 0 t， //控制电压源

VC2的变化矩阵 //VC2的变化矩阵 I tFC2010601POLY //601 I t， I I t，+ //控制电流源

IC2

TT

IC2

TTV102102 EC1023020POLY //控制电压源VmG //控制电压源VmR //VC3的变化矩阵 //VC3的变化矩阵 L tFC1020502POLY //502 L t， L L t，+ //控制电流源 IC3I

TTT

C3的变换矩阵V202202 //202402间的电压V202(远端端电压 L tEC2024020POLY L t， L t L t， //控制电压源 //VC4的变化矩阵 //VC4的变化矩阵 L tFC2020602POLY //602 L t， L L t，+ //控制电流源

IC4

TT

IC4

TTT10150106010Z0=2.658983E+02TD=1.321285E-//T10150106010Z0T10250206020Z0=1.096490E+02TD=1.410790E-/去耦变化矩阵T10150206020之间是有Z0 PCBPCB的时域近端串PSpice

图78PSpice结论：从波形中可以看出峰值在97mV左右，持续时间超过5ns，实验波形中峰值在96mV左右，持续时间超过6ns。由波形和实测波形可以发现在接收天线的NE端得到的对于发射天线梯形信号响应的时域波形图与PCB的频域响PSpice9PSpice理论上的波形实测波形比较图如下图10理论上的波形实测波形比较结论：实验结果图像图像显示了近端串扰传输函数的频域响应，其中VDB(NE)-VDB(S)为归一化的近端串扰电压显示结果单位为DB。从波形中可 PART2HFSS真实 lmL l

R(cGcm C

(cc)

mLCCLl2

12l 12

（6-CL1

（6-1v1 cG

cm

lm ccv2(l