ADS高速电路信号完整性应用实例 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

ADS高速电路信号完整性应用实例
实例1 单端传输线阻抗分析
实例2 差分传输线分析
实例3 传输线及三维连接器TDR仿真
实例4 基于测量的通道建模
实例5 PCB板材宽带参数提取
实例6 CEI-25 G-LR通道特性一致性分析
实例7 高速串行链路的通道仿真
实例8 使用IBIS-AMI模型分析高速串行链路实测波形
实例9 光通道IBIS-AMI模型创建及验证
实例10 Cadence Allegro版图的提取、导入及仿真
实例11 DDR4仿真及一致性测试
实例12 DDR BUS仿真器
实例13 电源完整性分析——电源网络阻抗分析
附录A ADS信号完整性仿真常见问题及解答
实例1 单端传输线阻抗分析
【目的】
本实例主要介绍单端传输线特性阻抗的分析方法。实例中将使用原理图微带模型、平面电磁场仿真模型以及CILD（Controlled Impedance Line Designer）工具三种方法。
1.1 创建 ADS 项目文件
（1）打开ADS 主程序，在起始窗口（Getting Started with ADS），单击“Create a new workspace”，创建一个新的项目，如图1-1所示。
图1-1 ADS 起始窗口
（2）弹出新建项目向导（New Workspace Wizard），单击下一步。
（3）在Workspace name栏目中输入新建项目的名称“SingleLine_wrk”，在Create in栏目中选择该项目所保存的路径及文件夹，单击下一步，如图1-2所示。
（4）在“Add Libraries”窗口中，ADS库选择Analog/RF，如项目涉及数据流仿真，则需要勾选DSP。如果需要添加厂商提供的元器件库和PDK，可以在这个界面看到可供选择的库，根据需要勾选即可。单击下一步，如图1-3所示。
图1-2 ADS 新建项目向导
图1-3 添加库窗口
（5）在“Library Name”窗口中，推荐使用默认的库名，默认库名和项目名称相同，如图1-4所示。
（6）在“Technology”窗口中可以设定该项目版图的单位、分辨率、ADS标准层定义等有关工艺的项目，此处设置如图1-5所示。
图1-4 库命名窗口
图1-5 工艺定义窗口
1.2 仿真电路建立
（1）在项目Single_Line_wrk下，使用“New Schematic window”建立一个新的原理图“Single Line”，如图1-6所示。在模板调用选项中使用“ads_templates：S_Params”，ADS将在电路中自动添加S参数仿真器以及输入和输出端口。
图1-6 新建电路窗口
（2）从原理图“TLines Multilayer”元件库中选择“ML1CTL_C”和“MLSUBSTRATE2”元件，按照图1-7所示搭建电路，“MLSUBSTRATE2”各项关键参数的设定如下：
☺ Er=4.5
☺ T[1]=T[2]=1.7mil
☺ H=10 mil
☺ Cond[1]=Cond[2]=5.8E+7
☺ TanD=0.001
图1-7 单端传输线电路
“ML1 CTL C”参数设定如下：
☺ Length=100.0 mil
☺ W=10.0 mil
（3）本范例的主旨在于使用优化的办法来求得单端传输线的特性阻抗，基本原理是利用端口阻抗若是和传输线阻抗完全匹配的情况下，端口处的反射系数理论上会非常小。
从“Optim/Stat/DOE”元件库中选择Optim和Goal放置在电路中。Optim和Goal分别为ADS中的优化和目标控件，用于电路的优化。可以通过设定一个或者多个目标，来对电路中的一些变量进行优化，优化的时候根据优化控件中优化方法等设定，对优化进行控制，从而达到优化电路的目的。
（4）设定变量Z0，如图1-8所示，Z0的初始值为50。在变量的设定选项中，将Z0设置为一个可优化的连续变量，设定优化的范围为1～1000。
图1-8 变量设定窗口
（5）双击Optim控件，弹出如图1-9所示的优化设定窗口，该窗口包含Setup、Parame-ters、Display三个标签页。
☺“Setup”标签页：“Optimization Type”选项用于设定优化的方式，ADS提供了多种优化方式，最为常用的优化方式主要有随机优化、梯度优化、离散优化。随机优化支持连续或者离散的变量，梯度优化仅支持连续的变量，而离散优化只支持离散的变量。对于本范例，由于之前设定的优化变量Z0为连续的变量，因此选择随机优化或者梯度优化均可。对于一些优化变量和优化目标较多的电路，推荐使用先运行随机优化，再运行梯度优化的办法。
☺“OptGoal”选项：用户可以自己选择需要优化的目标，如果需要优化电路中所有的目标，勾选“Use All Goals in Design”。
☺“OptVar”选项：用户可以指定优化的变量，如果需要电路中所有的优化变量都参与优化，则勾选“Use All Optimization Variables in Design”。
图1-9 优化设定窗口
☺“Stopping criterion”选项：用于指定优化迭代次数，优化迭代次数的初始值为25。对于随机优化，推荐初始值为25～100，对于梯度优化，推荐初始值小于10。
本例中，Setup标签页中选择优化方式为梯度，使用电路中所有的优化目标和优化变量，优化迭代次数设为5。对于Optim控件中的“Parameters”和“Display”标签页，使用默认的设定即可。
（6）优化控件设定好以后，需要对优化目标进行设定。双击优化目标控件，在弹出的窗口的“Goal Information”标签页中有如下选项：
☺ Expression：用于定义优化变量的表达式，ADS允许优化变量为变量或者变量构成的运算公式，本例中需要优化的目标为输入或输出端口的反射系数，因此设定为“dB（S11）”。
☺ Analysis：用于定义优化相关的仿真器，在本例中优化变量S11是需要 ............

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