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一种比较符合实际的耦合电容模型分享

1年前浏览531

    AC耦合电容是高速电路中出现概率很高的一种器件,也是SI仿真中值得研究的基本仿真模型之一。耦合电容的仿真模型,每个人都有自己不同的见解和看法,今天仅介绍一种我自己认为还比较符合耦合电容阻抗的一个HFSS模型。


   通常的耦合电容仿真模型是差分线+电容封装pad(0402或者0201)+RLC边界(也有人用perfect E),如下图,这种模型在速率小于10Gbps时,是没有任何问题的,如果速率更高比如25Gbps,那么这种简化的模型就存在一点问题,如果去实际测试TDR,你会发现仿真和实测阻抗数据会有4~5ohm的差异,这么大的差异就得去分析定位原因了。

  


    通常PCB上的器件都会通过SMT进行表贴,手动焊接除外。在SMT之前会在PCB开窗的焊盘上刷上一层厚度均匀的锡膏,厚度为0.1mm(3.937mil),在过回流焊时,锡膏受到热应力的作用,会从均匀的矩形膨胀成半椭圆形,膨胀后的高度大概在0.12mm~0.14mm之间,当速率达到25Gbps后,这个锡膏的影响就必须考虑了。

    另外,多层的MLCC陶瓷电容,我们是很难知道其背部的电极大小和数量信息的,这个时候只能根据实际测试的TDR值来反推一个简化的block模型,我通常设定为一块属性为solder的长方体,尺寸参数化,根据实测数据来选定一个合适的值,下面为参考模型:



根据此模型做了一块实验PCB,仿真和实测TDR结果对比如下:从对比数据可以看出,该模型准确性还是可以的,跟实际的测试结果值相差最大1.25ohm(dx=dy=0),其他几种情况阻抗差异都在1ohm之内。

Parameter(mil)实测TDR(ohm)仿真TDR(ohm)
no gnd cutout90.8590.05
dx=0 dy=095.594.24
dx=1 dy=195.7195.21
dx=3 dy=396.4696.6

实测TDR曲线如下:


本集完~~


来源:光芯高频实验室
HFSS电路焊接
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-08-09
最近编辑:1年前
萧隐君
硕士 | 高级射频工程... 大隐隐于市
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