原创 Reference Plane in Siwave

我们在使用Cadence和Hyperlynx进行Topology提取时，传输线的模型提取都是基于完整参考平面的，若是参考平面不完整，即有鸿沟或者是压根就没有参考平面，那么传输线的阻抗怎么控制呢？我们下面就通过S参数的提取来研究参考平面的完整与否对传输线的影响。

叠层设置如下：

Metal-2层是一块GND平面，大小100mm*80mm

Metal-1层是两条网络，线长60mm，线宽0.15mm，其中NET-1有完整参考平面，NET-2对应的参考平面下面有一条鸿沟

侧视图如下：

加了端口：

计算S参数，开始频率1M，截止频率5G

S参数波形如下

很明显，NET-1的S参数比NET-2的S参数好得多

我们同样把NET-1的参考平面下方也挖个鸿沟

得到如下S参数，看出两个NET的S参数相同

把GND平面补成完整平面再来看一下

得到相同的S参数，比之前GND平面有鸿沟的S参数要好得多

调整两条网络之间的距离到0.3mm（中心距离）

进行两条网络的S参数提取，可以看出S参数的提取与两条线的距离没有关系

进行差分S参数提取

耦合线仿真处理，依然采用两条相距0.3mm的平行网络线，距离参考平面距离0.2mm，设置Trace Coupling Distance为0.3mm，Min Coupled Trace Length为3mm，这里的TCD值的意思为：如果两条线的中心距小于或等于TCD值，才会考虑两条网络线之间的耦合

得到S参数如下：从图中可以看出S11、S12、S13、S14，四个值分别为回波损耗、插入损耗、近端串扰参数、远端串扰参数

修改TCD值为0.2mm后，进行仿真得到S参数如下，S11和S12没有变化，但S13和S14却失踪了，即没有耦合存在

当然我们可以从仿真结果中显示出Smith 圆波形。只要在Ansoft SIWave Report的Result中右击鼠标，create report，在其Display Type栏的下拉列表中选择Smith chart

得到的Smith Chart如下所示

从Result里还可以生成表格，表格的大小和仿真点数有关，仿真点数等于表格行数，如果我们只需要一些固定的整数点的S参数，那么可以选择适当的仿真点数，以便准确采集到整数频率点的S参数。

下面来逐组分析不同条件下的S参数

1.距离参考平面距离不同条件下的S参数

信号与参考平面距离0.2mm

信号与参考平面距离0.1mm