高速电路信号完整性仿真问题的分析

文章摘要：在信号完整性问题中，根据对信号行为的不同模拟方式，又可以把仿真分为电磁仿真、电路仿真和行为仿真。电磁仿真是把信号完整性问题归结为求解电磁场方程，即描述导体和电介质与电磁场相互作用的经典麦克斯韦方程组。从本质上完全可以把信号看做是传播的电场和磁场。麦克斯韦方程组可以用时域或频域两种方式表达，下面列出了其时域表达方法。在实际工作中就没有必要也不可能手工去求解这些方程了。市场上提供了丰富的电磁仿真软件，例如 Ansoft的HFSS、 CTS、XFDTD和ADS等。尽管麦克斯韦方程完全描述并规定了有关电磁场的所有方面，但除了一些简单的结构外，对其他结构的电磁行为进行仿真都有相当大的困难。另外，工程师们

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　　在信号完整性问题中，根据对信号行为的不同模拟方式，又可以把仿真分为电磁仿真、电路仿真和行为仿真。

　　电磁仿真是把信号完整性问题归结为求解电磁场方程，即描述导体和电介质与电磁场相互作用的经典麦克斯韦方程组。从本质上完全可以把信号看做是传播的电场和磁场。

　　麦克斯韦方程组可以用时域或频域两种方式表达，下面列出了其时域表达方法。在实际工作中就没有必要也不可能手工去求解这些方程了。市场上提供了丰富的电磁仿真软件，例如 Ansoft的HFSS、 CTS、XFDTD和ADS等。

　　尽管麦克斯韦方程完全描述并规定了有关电磁场的所有方面，但除了一些简单的结构外，对其他结构的电磁行为进行仿真都有相当大的困难。另外，工程师们还必须具备牢固的电磁理论基础和熟练的工具使用技术。

　　电路仿真与上述的电磁仿真比起来，更加容易快捷。其基本思想是利用电压和电流参量来表示信号，把导体和电介质等效成电阻、电容、电感等基本电路元件，并规定它们相互间的耦合作用。

　　电路仿真的缺点也很明显，因为它不能仿真电磁效应和电磁干扰，如非均匀波的传播。然而在串扰、传输线和开关噪声方面，电路仿真却有突出优势。

　　行为仿真有点像是利用经验去分析事物，工程师们通常针对特殊的电路开发出特殊的传递函数和表格来仿真电压、电流。遇到特定的问题，只需要通过查表或快速计算相应的传递函数即可。显然，行为仿真的优点在于运算速度快，缺点是只针对特定的应用领域。