差分信号回流路径的全波电磁场解析

经被证明适用于广泛的电路设计。Star-Hspice 能提供设计规格要求的最大可能的准确度。

在HFSS 中设置进行参数分析，设置为对多个离散点进行分析，分别对完整参考平面、GND1 平面开槽、GND2 平面开槽、GND1 和GND2 平面均开槽这四种情况进行了S 参数分析，分析完成后，依次对每种情况，输出其全波的Star-Hspice 格式Spice 模型，从而完成信号回流路径的全波Spice 模型的提取。

从HFSS 中输出的Star-Hspice 格式的Spice 模型，文件头如下所示：

* BEGIN ANSOFT HEADER

* node 1 WavePort1:T1_pos

* node 2 WavePort1:T1_neg

* node 3 WavePort1:T2_pos

* node 4 WavePort1:T2_neg

* node 5 WavePort2:T1_pos

* node 6 WavePort2:T1_neg

* node 7 WavePort2:T2_pos

* node 8 WavePort2:T2_neg

* Format: HSPICE

* Model: Full-wave Spice Pole-Residue

* Type: Sparam

* END ANSOFT HEADER

.subckt TMUX_MID3_test1_fws 1 2 3 4 5 6 7 8

Rport1 1 n2 50

Vam1 n2 2 dc=0

Rport2 3 n4 50

Vam2 n4 4 dc=0

Rport3 5 n6 50

Vam3 n6 6 dc=0

Rport4 7 n8 50

Vam4 n8 8 dc=0

8、对以上四种情况在Hspice 下进行时域仿分析

Hspice 简介。

Hspice 仿真器提供了任何集成电路的仿真设计环境，如：网表生成，仿真控制、仿真结果观察分析、测试点、反标仿真结果等，这些流程可以适用于目前大多数EDA 设计工具。

Hspice 是事实上的Spice 工业标准仿真软件，在业内应用最为广泛，它具有精度高、仿真功能强大等特点。没有提供方便直观的界面调入器件模型及电路连接，它使用纯文本格式来描述电路的连接关系及电路中的各个模型， 不适合初级用户。

在Hspice 仿真主文件test.sp 对完整参考平面(test1)、GND1 平面开槽(test3)、GND2平面开槽(test4)、GND1 和GND2 平面均开槽(test5)四种模型定义同一的源。进行时域仿真比较眼图。主文件test.sp 的内容如下：

*定义伪随机码发生器

Vin1 in1+ com1 LFSR(-0.1 0.1 0 100p 100p 2.5g 1 [7,6] rout=0)

Vin2 com1 in1- LFSR(-0.1 0.1 0 100p 100p 2.5g 1 [7,6] rout=0)

Vcom1 com1 0 0

*调用模型库

.include "./TMUX_MID3_test1_fws.lib"

.include "./TMUX_MID3_test3_fws.lib"

.include "./TMUX_MID3_test4_fws.lib"

.include "./TMUX_MID3_test5_A_fws.lib"

*调用子电路

Xtest1 in1+ 0 in1- 0 out1+ 0 out1- 0 TMUX_MID3_test1_fws

*终端端接50ohm 的电阻到GND

R1 out1+ 0 50.0

R2 out1- 0 50.0

Xtest3 in1+ 0 in1- 0 out3+ 0 out3- 0 TMUX_MID3_test3_fws

R3 out3+ 0 50.0

R4 out3- 0 50.0

Xtest4 in1+ 0 in1- 0 out4+ 0 out4- 0 TMUX_MID3_test4_fws

R5 out4+ 0 50.0

R6 out4- 0 50.0

Xtest5 in1+ 0 in1- 0 out5+ 0 out5- 0 TMUX_MID3_test5_A_fws

R7 out5+ 0 50.0

R8 out5- 0 50.0

*定义锯齿电压波

.param ewidth=800ps ephase=ewidth/4

et1 t1 0 Vol= "(TIME - int(TIME/ewidth)*ewidth)"

et2 t2 0 Vol= "((TIME+ephase) - int((TIME+ephase)/ewidth)*ewidth)"

et3 t3 0 Vol= "((TIME+2*ephase) - int((TIME+2*ephase)/ewidth)*ewidth)"

et4 t4 0 Vol= "((TIME+3*ephase) - int((TIME+3*ephase)/ewidth)*ewidth)"

rt1 t1 0 1Meg

rt2 t2 0 1Meg

rt3 t3 0 1Meg

rt4 t4 0 1Meg

*瞬态分析

.Tran 1p 40n start=0n

.end

在Hspice 对主文件test.sp 进行仿真分析，生成test.tr0 波形文件，由于在Hspice下看眼图有回波线如图28,影响实际眼图效果。

图28 四种情况在Hspice 下进行时域分析的眼图比较。

为了更清楚的看眼图的实际情况，利用Spice explorer 工具来看test.tr0 文件。如下图：

图29四种情况在Hspice 下进行时域分析的眼图比较

如图29,进行时域分析和S 参数分析的结论一样。信号的回流路径紧贴在邻近的参考平面上。开槽参考平面GND1 对信号质量影响大，开槽参考平面GND2 对信号质量影响小。

开槽对于奇模方式几乎没有什么影响，由于奇模情况下的两个导体之间存在一个虚拟的地。

当奇模信号的回路不理想时，这个虚拟