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037_高速无源链路阻抗匹配套路
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在仿真优化HFSS复杂模型时，经常会发现，如果优化调整某个结构尺寸，高频VSWR指标与低频VSWR指标存在翘翘板现象，按下葫芦起了瓢！ 岛主见过有人用高性能服务器优化大型HFSS模型，十个以上的结构尺寸全做参数化，设置好全频段VSWR指标，然后启动HFSS优化，7X24小时不停机盲跑。 这种盲目优化，恐怕跑到宇宙毁灭也得不到最优解，急死俺了！ 何以解忧？唯有套路。
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套路一：在哪个位置分段？下图来自于百度： # u6 t# R4 N0 _& D+ }! u% b
芯片~封装~子板PCB~连接器~高速背板~连接器~子板PCB~封装~芯片构成的高速无源链路，在设计阶段，将此链路在A、B、C位置断开成四截： 芯片封装载板~子板PCB 子板PCB~高速连接器~背板 背板~高速连接器~子板PCB 子板PCB~芯片封装载板 # b( q+ f+ Y- d4 K* C' p
如果链路对称，则只需要考虑链路的一半，也就是两截。 当然，仍然可以细分无源链路。典型的芯片封装载板/SIP结构如下图所示：
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上图这样的芯片封装载板~子板PCB这段链路还可细分为以下两段： 芯片~Bonding~封装载板 封装载板~BGA焊球~子板PCB l$ c* L& a0 J% Z; V
分段位置必须位于横截面尺寸稳定的传输线上，也就是阻抗连续的位置，例如PCB微带线、带状线、同轴电缆。 / L" C" U4 h7 R1 `: J2 [% u
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上图是差分过孔仿真模型，在横截面尺寸不变（阻抗连续）的PCB布线处分断是正常的做法。
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套路二：先撸低频，后撸高频。有些高频无源链路，由于高频信号的波长几乎与横截面结构尺寸相比拟，仿真或测试TDR指标已经不管用了！ 在仿真优化HFSS复杂模型时，经常会发现，如果优化某个尺寸，高频VSWR指标与低频VSWR指标存在翘翘板现象，按下葫芦起了瓢！ 怎么办呢？ 要先撸低频，后撸高频。举例说明具体做法：
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上图VSWR曲线是高频66GHz同轴连接器PCB转换结构模型的仿真指标 （后续有文章专门阐述如何定位64GHz谐振尖峰问题，敬请关注本公众号：看图说RF）。 蓝线是我们预期的无源链路的VSWR指标模板，依据无源链路复杂性（或经验）选择模板斜率； 红线在原始模型的VSWR曲线，红线在8~18GHz低频段超过模板，先调整某个结构尺寸，强制压下8~18GHz低频段的VSWR指标； 然后保持此结构尺寸不变的前提下，再调整无源链路的另一个结构尺寸，压下38~66GHz高频段VSWR指标； 优化后的模型对应绿线所示的VSWR指标。 此做法隐含的原理是： 低频是基础，高频是大楼。 基础不牢，地动山摇。 / Y* |' D' Q1 t$ j5 o" x8 M( g
总结复杂无源链路仿真优化套路： ü 复杂无源链路可分断做仿真优化，分断位置必须位于横截面尺寸稳定的传输线上，也就是阻抗连续的位置。 ü 优化某个尺寸，高频VSWR指标与低频VSWR指标存在翘翘板现象，按下葫芦起了瓢！怎么办？要先撸低频，后撸高频。 - J- J4 o6 z1 L1 h7 C3 c+ V
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发表于 2022-7-25 10:05
