project-馬宇航傳輸線串?dāng)_分析與仿真實(shí)驗(yàn)基于pspice和hfss

傳輸線的串?dāng)_分析與仿真——基于PSpiceCrosstalkysisandsimulationexperimentoftransmissionlineOnPSpice&HFSS140920321馬宇航 .-1PART1PSpice2PCB的三導(dǎo)線間串?dāng)_的計算...................................................................................-2三導(dǎo)線串?dāng)_模型分析......................................................................................-2PCB上單位長度電容電感的計算方法............................................................-3PSpice仿真程序設(shè)計............................................................................................-5PCB的時域近端串?dāng)_5主程序模塊5子程序模塊5PCB頻域響應(yīng)10-主程序模塊10子程序模塊11PCB三導(dǎo)線間串?dāng)_的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析.................................................................-14PCB的時域近端串?dāng)_....................................................................................-14PCB頻域響應(yīng)15-PART2HFSS17非均勻媒質(zhì)對傳輸線的影響理論分析................................................................-17微帶線的模型結(jié)構(gòu)...............................................................................................-18HFSS型搭建19-S數(shù)仿真結(jié)果20-L=λ..............................................................................................................-21L=λ/2...........................................................................................................-21L=λ/4...........................................................................................................-22微帶線間距與耦合強(qiáng)度的關(guān)系............................................................................-22微帶線電場分布情況...........................................................................................-23PART324PART1PSpice真實(shí)PCB的三導(dǎo)線間串?dāng)_的計三導(dǎo)線串?dāng)_模型分1PCB。PCB47mil1-Oz15mil，45mil10in25.4cm。1V，10MHz50%，上升/下降6.25ns（5ns10%-90%）。1PCB上單位長度電容電感的計算方利用計算款間隔傳輸線的分布參數(shù)矩陣的FORTRAN程序WIDESEP.FOR母板一側(cè)的N2:WS表示。板厚度用T表示，母板的相對介電常數(shù)為r。指定參數(shù)連接盤的3這些連接盤從左到右從1到N。在這種方式下，選擇參考連接盤，然后連接盤被重新，從左到右為1到N-1=n。輸入文件333=NUMBEROFCONDUCTOR=NUMBEROFREFERENCE=LANDWIDTH=BOARDTHICKNESS =BOARDRELATIVEDIELECTRICNUMBEROFLANDS=NUMBEROFLANDS=NUMBEROFDIVISIONSPERLAND=30REFERENCELAND=3LANDWIDTH(mils)BOARDTHICKNESS(mils)=4.700E+01111.38315E-126.91573E-=221.10707E-112.96949E-12-2.02619E-224.05238E-111.16982E-12-7.30774E-221.46155E-L6.91573

6.915731071.107071062.96949 2.026191011C2.02619 4.0523810114.1.1PSpice仿真程序設(shè)PCB的時域近端串SPICE時域分析是求解在一般的電壓源的時域函數(shù)形式Vs(t)的作用下接VNE(t)VFE(t)的時域形式。主程序模SPICESPICEMTLMODEL;HOMOGENEOUS 不會被仿VS10PULSE(0106.25N6.25N43.75N6.25ns43.75nsRS1S//“RS1S50RLL0RNENE0RFEFE04XMTLSNELFE .TRAN.1N20N0子程序模*SUBCIRCUIT*SUBCIRCUITMODELOFAMULTICONDUCTORTRANSMISSIONNUMBEROF//*0.254 .SUBCKT //6

0，t

由于公式

VGG

VGR

C1 V 0 t V 0 t壓源，其中 在501和0之間， 在502和0之間所有有如下程序V101101 //101301間的電壓V101(源端電壓EC1013010POLY(

0，t

//3010之間的電壓控制電壓源

VGG

VGR V 0 t V 0 t V 0 t， //控制電壓源

VC1的變化矩陣 GR //VC1 GR..

0，tT1

IC1G=G流源，其中G=G

I

乘以電阻為

I

乘以電阻為

T，RVT，RVIGGTIGGTIGG*序

TTIGG

I

FC1010501POLY(//5010

0，tT1

RR I tG I I t，+ //控制電流源 IC1 T

TT //C1

V201201 EC2014010POLY(

0，t

//4010之間的電壓控制電壓源C

VRG

VRR V 0 t V 0 t V 0 t， //控制電壓源 //VC2的變化矩陣 //VC2的變化矩陣 FC2010601 //6010

IC

0，tT1

I I tGR I I t，+ //控制電流源

IC2

TT

IC2

TTV102102 EC1023020POLY(

L,t

L,t//3020之間的電壓控制電壓源C

VGG

VGR L t L t L t， //控制電壓源

VC3的變化矩陣 FC1020502POLY(2)

VC3的變化矩陣//5020

IC

L，tT1

GR+ //IG GR L t+ //控制電流源 IC3I

TTT

C3的變換矩陣V202202 //202402間的電壓V202(遠(yuǎn)端端電壓EC2024020POLY(

L,t

L,t//4020之間的電壓控制電壓源C

VRG

VRR L t L t L t， //控制電壓源 //VC4的變化矩陣

VC4的變化矩陣//6020

IC

L，tT1

L tGR L L t，+ //控制電流源

IC4

TT

IC4

TTT10150106010Z0=2.658983E+02TD=1.321285E-//T10150106010r。r。TD表 延時Z0表示其特征阻抗

Z

'T1025020602T10250206020Z0=1.096490E+02TD=1.410790E-/去耦變化矩陣T10150206020'rTD延時'r。ZCmRlZ0表示其特征阻抗cSPICE頻域分析則是求解在正弦電壓源Vs(t)=Vscost＋θ)作用下接VNE(jVFE(j)的相位和幅度。主程序模(a.(a.替換源電壓波形：VS10AC10b.替換執(zhí)行行（.TRAN):.ACDEC5010KSPICEMTLMODEL;HOMOGENEOUSVS10AC1//“VS101VRS1S//“RS1和S50RLL0//“RLL050RNENE0//“RNENE050RFEFE0//“RFEFE050XMTLSNELFE .ACDEC5010K//10KHz1000MHz50Hz子程序模*SUBCIRCUITMODELOFAMULTICONDUCTORTRANSMISSIONNUMBEROF//*0.254 .SUBCKT //V101101 //101301間的電壓V101(源端電壓 V 0 tEC1013010POLY //301 V 0 t V 0 t+( V 0 t+( //控制電壓源 +//VC1的變化矩陣+//VC1的變化矩陣FC1010501POLY //5010+ //IG+ //IR I

T //C1 T

//C1的變換矩陣V201201 V 0 tEC2014010POLY V 0 t， V 0 t V 0 t， //控制電壓源

VC2的變化矩陣 //VC2的變化矩陣 I tFC2010601POLY //601 I t， I I t，+ //控制電流源

IC2

TT

IC2

TTV102102 EC1023020POLY //控制電壓源VmG //控制電壓源VmR //VC3的變化矩陣 //VC3的變化矩陣 L tFC1020502POLY //502 L t， L L t，+ //控制電流源 IC3I

TTT

C3的變換矩陣V202202 //202402間的電壓V202(遠(yuǎn)端端電壓 L tEC2024020POLY L t， L t L t， //控制電壓源 //VC4的變化矩陣 //VC4的變化矩陣 L tFC2020602POLY //602 L t， L L t，+ //控制電流源

IC4

TT

IC4

TTT10150106010Z0=2.658983E+02TD=1.321285E-//T10150106010Z0T10250206020Z0=1.096490E+02TD=1.410790E-/去耦變化矩陣T10150206020之間是有Z0 PCBPCB的時域近端串PSpice

圖78PSpice結(jié)論：從波形中可以看出峰值在97mV左右，持續(xù)時間超過5ns，實(shí)驗(yàn)波形中峰值在96mV左右，持續(xù)時間超過6ns。由波形和實(shí)測波形可以發(fā)現(xiàn)在接收天線的NE端得到的對于發(fā)射天線梯形信號響應(yīng)的時域波形圖與PCB的頻域響PSpice9PSpice理論上的波形實(shí)測波形比較圖如下圖10理論上的波形實(shí)測波形比較結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像圖像顯示了近端串?dāng)_傳輸函數(shù)的頻域響應(yīng)，其中VDB(NE)-VDB(S)為歸一化的近端串?dāng)_電壓顯示結(jié)果單位為DB。從波形中可 PART2HFSS真實(shí) lmL l

R(cGcm C

(cc)

mLCCLl2

12l 12

（6-CL1

（6-1v1 cG

cm

lm ccv2(l