网站收录查询入口,做电脑桌面网站,天然气公司的网站应该怎么做,开公司要什么条件AC耦合电容#xff0c;也叫DC blocking隔直电容#xff0c;在几乎所有的高速串行链路中#xff0c;都可以看到它的身影#xff0c;它的主要作用是去掉信号中的直流偏置分量#xff0c;同时让高频分量可以顺利通过#xff0c;类似于一个高宽带的滤波器。由于电容的焊盘通常…AC耦合电容也叫DC blocking隔直电容在几乎所有的高速串行链路中都可以看到它的身影它的主要作用是去掉信号中的直流偏置分量同时让高频分量可以顺利通过类似于一个高宽带的滤波器。由于电容的焊盘通常都要比传输线的宽度要细在电容这里会形成一个阻抗偏低点提升这个阻抗是电容仿真优化的重点。为了减小阻抗失配会选用封装比较小的电容目前高速PCB中0201和01005封装的电容用的比较多一般都是MLCCMulti-layer Ceramic Capacitor 多层陶瓷电容因为使用的是多层电极叠加结构高频时电感非常低具有非常低的等效串联电阻损耗小。MLCC电容结构参考图一两边是用来焊接的大电极镀镍镀锡中间的陶瓷介质是钛酸钡中间包裹着相互交错叠加的电极薄片容值大小不同电极的数量就不同。图二是0201封装电容尺寸从村田官网截的图。图一、陶瓷电容结构示意图图一、陶瓷电容结构示意图图二、0201电容封装尺寸AC耦合电容仿真如果能拿到具体的MLCC模型最好不过了但是像陶瓷的介电常数、内部电极数量这些参数对厂家来说都是机密一般人是没法拿到这些数据的就算有这些尺寸因为内部电极的厚度不过1~3um这种薄片在HFSS中仿真会划分非常多的网格数耗费很多的CPU和内存资源仿真时间很长因此MLCC模型不太适合直接用来仿真。当然这也并非绝对samtec的大神就发表了关于用MLCC陶瓷电容仿真56Gbps和112Gbps PAM4的论文有兴趣的可以去了解下文末的参考资料但是对普通的仿真者来讲技术难度还是比较大图三是我根据论文建立的MLCC模型因为仿真出来的SDD21曲线有很多谐振就不过多分享了毕竟结果不正确。图三、真实的MLCC陶瓷电容仿真模型既然利用真实的MLCC模型仿真行不通那么就得找到一些相对简单的模型来进行电容阻抗的优化。基于此模型仿真出来的阻抗TDR应该与测试的TDR很接近不然仿真模型也没有意义凡是与测试结果差异很大的模型都无效必须通过多次校准来完善模型。我自己建立的电容模型有6种分别为第一、type A——就是一个金属块模型见图四它不是标准的0201封装尺寸这个模型是我校准过的模型近期的一些测试发现它的精度还不够要继续完善图四、校准过的金属block电容模型第二、type B——是一个标准0201封装尺寸的金属块模型中间的block尺寸可调需要基于实测TDR见图五图五、0201封装尺寸金属block电容模型第三、type C——这个模型是HFSS help提到的一种保留电容两边的金属电极中间加了一个0.1uF电容边界条件见图六;图六、金属电极加RLC边界电容模型type E/F——这是很多人常用的电容模型用一个RLC boundary或者perfect E直接替代电容见图七;图七、常见RLC或者perfect E电容模型type D——就是真实的MLCC电容模型参考图三因为仿真结果不对仅分享下图片;以上6种模型除type D还有错误不参与比较外哪一种模型跟实际的模型会更接近或者说用它仿真得到的结果更准确我们不能主观上判定哪一个更准需要基于严格的仿真或者测试数据。上面的几个模型使用HFSS进行仿真求解方式为drivern terminal插值法宽带扫描并且使用的wave port的deembedding求解频率设置为DC~75GHz对应信号的上升沿时间为15ps。 对比使用不同电容模型时的TDR曲线其中尖峰前后两段较平坦的曲线为差分对的阻抗尖峰为电容阻抗从图八可以看出同样的传输结构使用不同的电容模型仿真出来的阻抗差异还是很大的Type A和Type B两种模型仿真出来的阻抗更接近而使用边界条件的模型阻抗要比纯金属的模型阻抗大5ohm左右。图八、不同电容模型TDR比较再来看通道的插损insertion loss也就是SDD21的差异请看图九当频率小于12.5GHz可以认为模型间基本没差别因此低速信号的仿真10Gbps这几种模型都是可以使用的但是到了高频尤其是20GHz以后性能的差别就出来了还是校准过的模型type A损耗最小,其次是type B使用边界条件的模型损耗偏大这跟电容这里的阻抗偏高106ohm有关系。图九、不同电容模型是插损比较上面的仿真数据对比说明使用不同的电容模型当频率20GHz)高了以后性能差异还是很大的。低速率时代10Gbps使用任何一种模型都没问题当速率高了以后就不建议直接使用边界条件电容模型因为它们不会呈现导体加厚后的寄生电容效应以及电容本身与GND的电容效应此时建议使用type A和Type B这两种模型对应的金属block尺寸要经过严格的测试校准。因此你需要做一些测试板参考图十对比电容有无隔层参考以及隔层参考时不同GND cutout尺寸时的仿真与测试阻抗的对比如此反复几次就可以得到一个比较精确的电容模型后面所有的电容仿真你可以直接调用此模型。图十、参考校准板模型图十一和十二是仿真和实测电容阻抗的对比值当两者差异较小时此时对应的电容模型即可作为你的基础仿真模型之一随用随调。图十一、测试TDR曲线图十二、仿真与测试TDR阻抗对比以上就是今天分享的AC耦合电容仿真的一些细节当速率高于25Gbps及以上时应尽量避免使用边界条件电容模型要用自己校准过的金属block电容模型当然电容还有其他细节要注意的比如回流孔的位置摆放、电容位置摆放是靠近发射芯片好还是靠近接收芯片好、以及电容位置摆放对串扰的影响等这些就留着以后有机会再讲。参考资料“Embedded DC Blocking Capacitors in Connectors - Study of Impacts on PCB Design and High Speed Serial Link Performance”作者萧隐君仿真秀专栏作者声明原创文章首发仿真秀公众号ID:fangzhenxiu2018部分图片源自网络如有不当请联系我们欢迎分享禁止私自转载转载请联系我们。
