PCB差分线回流路径的3D电磁场分析
图16参考平面GND2开槽——S参数曲线图
对图10和图16进行插入损耗的S参数和回波损耗的S参数比较如图17.
图17参考平面GND1开槽与参考平面GND2开槽S参数比较图
如图17所示：由于GND2与SIG的介质较厚，相对的电场能量更多的集中在GND1，所以在GND2开槽对信号的质量影响要比在GND1开槽小的多。 在奇模和耦模的形式下S参数的比较。信号回路的电场能量主要集中在临近的参考平面上。在此之比较SDD21和SCC21，即只比较奇模和偶模的插入损耗。在这将开槽平面GND1与开槽平面GND2进行SDD21和SCC21的S参数曲线进行比较。如图18所示：
图18开槽平面GND1与开槽平面GND2奇模和耦模的S参数比较图
如图18所示：开槽对奇模影响小，对耦模影响大;对邻近的参考平面开槽对信号质量的影响要比相对远的的参考平面开槽要小。
然后进行铜箔参考平面的场定义。
铜箔参考平面GND1 Polt fields为Mag_E，结果如图19所示：
图19GND2平面开槽情况下GND1的电场分布图
铜箔参考平面GND2 Polt fields为Mag_E，结果如图20所示：
图20参考平面GND2开槽情况下GND2的电场分布图
将图6、图7和图19、20比较，在GND2开槽后，平面GND1和平面GND2的电场能量分布均有较大的差别。电场能量不再完全集中在信号下方而是在整个平面上高低不同的电场能量都，但是GND1参考平面的电场分布变化较小，电场能量分布还是主要集中了信号的正下方。相比较而言GND2参考平面的电场能量分布变化较大。当信号线返回与回流路径平面间的距离大于等于两信号线边缘距离时，回流路径平面内的电场能量相互重叠，回流路径平面的存在对信号线。此时，对于差分信号来说，主要以GND1做为回流路径。
6，继上，在参考平面GND1和GND2均开槽
三维几何图形如图21.
图21参考平面GND1和参考平面GND2均开槽的三维几何图形
进行分析计算。结果如下图22、23:
图22参考平面GND1和GND2均开槽--S参数曲线图
图23S参数
如图22可以查出：T1的S11为0.53287，S21为0.6064;T2的S11为0.59312，S21为0.56752. S11>-3dB，S21>-20dB.在这种情况下信号质量严重劣化，根本不能保证信号的正常传输。
对图10、图16和图23进行参考平面GND1开槽、参考平面GND2开槽与参考平面GND1和GND2均开槽插入损耗的S参数比较图，如图24:
图24三种参考平面开槽情况的S参数比较图
对三种参考平面开槽方式的SDD21和SCC21的S参数曲线进行比较。如图25所示：
图25三种参考平面开槽方式的奇模和耦模的S参数比较
如图26和图27，三种参考平面开槽方式对信号传输质量带来的影响有较大的区别。GND2参考平面开槽对信号传输质量影响最小;其次是GND1参考平面开槽;对信号传输质量影响最大的是GND1和GND2两个参考平面据开槽的情况。前两种情况是否能满足信号质量，还要看开槽的大小和信号的波长。由于时间有限在这里不做研究，在后期会继续探讨。
然后进行铜箔参考平面的场定义。
铜箔参考平面GND1 Polt fields为Mag_E，结果如图26所示：
图26两个参考平面均开槽情况下GND1的电场分布图
铜箔参考平面GND2 Polt fields为Mag_E，结果如图27所示：
图27两个参考平面均开槽情况下GND2的电场分布图
将图6、图7和图28、29比较，在GND2开槽后，平面GND1和平面GND2的电场能量分布均有较大的差别。电场能量不再完全集中在信号下方而是在整个平面上高低不同的电场能量都，GND1和GND2参考平面的电场分布均有较大变化，电场能量分布散落在两个参考平面上
7，模型输出
Star-Hspice是高精确度的模拟电路仿真软件，是世界上最广泛应用的电路仿真软件，它无与伦比的高精确度和收敛性已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 WavePo
- 高速差分线的PCB设计与仿真(06-23)