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SIPI信號(hào)電源完整性之ADS中Vprbs電壓源的高級(jí)用法

導(dǎo)讀:在當(dāng)今電子行業(yè)中信號(hào)仿真作為信號(hào)完整性、電源完整性的重要手段之一,正在被越來(lái)越多的企業(yè)和工程師所重視,而ADS在眾多仿真軟件中的作用無(wú)疑是舉足輕重的;今天就來(lái)介紹一下ADS中時(shí)域仿真組件中的Vprbs電壓源的用法;相信大家對(duì)于ADS的瞬態(tài)仿真控件并不陌生,這里舉個(gè)例子,一筆帶過(guò);

如下波形就是通過(guò)時(shí)域瞬態(tài)仿真控件得到的波形:

值得說(shuō)明一下波形是通過(guò)時(shí)間點(diǎn)、電壓值的形式給出的,這就涉及到仿真的起始和結(jié)束時(shí)間,而波形仿真的準(zhǔn)確度,這仿真的時(shí)間步長(zhǎng)有關(guān);

下面看一下同樣速率的波形的邊沿如果變緩的話,波形如下:

由此可以看出,波形邊沿對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響;

PRBS電壓源的用法

上邊對(duì)瞬態(tài)仿真控件就簡(jiǎn)單介紹到這里,下面來(lái)看一下PRBS電壓源的用法;

PRBS碼是Pseudo random binary sequence的縮寫(xiě),即偽隨機(jī)碼,由移位寄存器和異或運(yùn)算組成,進(jìn)行異或運(yùn)算的寄存器稱為taps,寄存器的初始值稱為seed,PRBS并不是真正的隨機(jī)碼,而是有一定的規(guī)律可言的,他的重復(fù)bit數(shù)為2的n次方-1,例如PRBS7的碼型長(zhǎng)度為2的7次方-1=127個(gè);

下圖是PRBS7的碼型:

可以看到,碼型具有一定的隨機(jī)性,同時(shí),在127bit后開(kāi)始重復(fù)碼型;

下面看一下,ADS中的PRBS電壓源,此激勵(lì)源中提供了四種輸出碼型的方式(NRZ),如下圖:

下面分別介紹幾種碼型模式的使用方法:

1、maximal length LFSR:這種方式是根據(jù)軟件定義好的tap和seed輸出碼型,用戶只需給定register length的長(zhǎng)度即可,設(shè)置界面和軟件定義的PRBS的tap和seed如下圖所示:

我們按照這個(gè)模式仿真PRBS7和PRBS15,碼型如下:

可見(jiàn)不同的register length輸出不同的碼型;

2、user defined LFSR:用戶自定義LFSR,即定義不同的tap和seed,設(shè)置界面如下圖:

下面我們來(lái)分別設(shè)置不同的tap和seed,查看輸出的碼型:

系統(tǒng)默認(rèn)的tap和seed

更改默認(rèn)的seed

更改默認(rèn)的tap

Seed和tap都更改

通過(guò)更改seed和tap的值,可以看到仿真得到的碼型隨之改變,因此有些協(xié)議里就定義了tap和seed的值,以便通過(guò)數(shù)學(xué)算法得到隨機(jī)性更好地碼型;

3、explicit bit sequence:明確的碼型,即按照給定的碼型進(jìn)行輸出,設(shè)置界面如下:

我們來(lái)設(shè)置不同的bitsequence,觀察仿真結(jié)果,如下圖:

默認(rèn)的bitsequence

更改了bitsequence1

更改了bitsequence1

通過(guò)設(shè)置bitsequence模式后,我們更改了bitsequence的值,發(fā)現(xiàn)仿真輸出的碼型和我們?cè)O(shè)置的一致,且仿真軟件是重復(fù)我們?cè)O(shè)置的bitsequence;

4、bit File:即通過(guò)定義文件的方式,定義特定碼型,文件的格式定義為text即可,設(shè)置界面如下:

設(shè)置完成后點(diǎn)擊ok;碼型文件內(nèi)容如下:

PRBS7

1010

按照如上文件設(shè)置的碼型進(jìn)行仿真,波形如下:

BitFile_PRBS7

BitFile_1010

通過(guò)上述仿真,我們發(fā)現(xiàn),bitFile模式仿真出來(lái)的波形和文件定義的也一樣,這種方式本質(zhì)上和explicit bit sequence定義的碼型一樣,都是通過(guò)定義特定bit流的方式定義輸出碼型,但是這種通過(guò)bitFile的方式定義碼型似乎更加方便一些,另外需要注意的是,軟件也會(huì)重復(fù)輸出bitFile定義的碼型;

通過(guò)上述介紹,我們可以通過(guò)四種模式定義輸出PRBS碼型,當(dāng)然也可以輸出其他類型的碼型,根據(jù)我們的需求選擇合適的模式,定義所需要的碼型,就可以將PRBS電壓源靈活的應(yīng)用了,下面來(lái)看一下,此激勵(lì)源的去加重如何設(shè)置;

去加重的設(shè)置界面如下圖所示:

設(shè)置enableDeEmphasis=yes,即使能去加重;

DeEmphasisMode設(shè)置有兩項(xiàng),percent Reduction和dB loss,按照percent Reduction設(shè)置,則去加重的大小按照百分比來(lái)定義,這個(gè)百分比是指有去加重的bit的電壓值/沒(méi)有去加重bit的電壓值,也可以按照dB loss來(lái)設(shè)置去加重的大小,這樣設(shè)置則將上述的電壓比值用20*log(V2/V1)的形式定義;

DeEmphasis:即設(shè)置去加重的大小,大小按照上邊選擇的mode進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)置;

DeEmphasisTap:這個(gè)參數(shù)是設(shè)置去加重在同一個(gè)連續(xù)電平中實(shí)施了幾次,具體參看下邊的波形;

DeEmphasisSpan:這個(gè)參數(shù)是定義去加重的bit寬度,span=1,則代表連續(xù)電平中除去第一個(gè)bit,剩下的bit進(jìn)行去加重,span=2,則代表連續(xù)電平中除去前兩個(gè)bit,剩下的bit進(jìn)行去加重,需要注意,這個(gè)span的值可以設(shè)置小數(shù);

下面來(lái)看一下,去加重的波形:

上圖是設(shè)置了3.5dB去加重之后的波形和原始波形對(duì)比,這里是通過(guò)dB Loss的方式定義的;

下面看一下3.5dB和6dB去加重的波形對(duì)比:

下面看一下dB loss的方式和percent reduction兩種方式的對(duì)比,波形如下:

如圖所示,通過(guò)dB loss的方式定義去加重的大小為6.02dB,通過(guò)percent reduction的方式定義去加重的大小為50%,可見(jiàn)兩種方式定義的去加重本質(zhì)上是一樣的;

下面來(lái)看一下DeEmphasisTap的含義:

上圖是仿真的tap值分別等于1、2、3的波形,可以清楚看到tap參數(shù)的含義和作用;

下面來(lái)看DeEmphasisSpan的含義:

上圖是仿真的span的值分別等于1、1.5、2的波形,通過(guò)仿真的波形可以清楚看到span的含義;

PRBS電壓源還有一些基本設(shè)置,如速率、邊沿時(shí)間、延時(shí)等參數(shù),就不一一展示了,下面再來(lái)看一下幾個(gè)jitter的設(shè)置;

先看Rj的設(shè)置,設(shè)置界面如上圖,enableRJ=yes,即使能Rj,RJrms參數(shù)即RJ的RMS值,RJbw參數(shù)是設(shè)置RJ的頻譜范圍;

上圖是在電壓源處設(shè)置了RJrms=10ps的jitter值,我們此處大概看看這個(gè)值;

上圖是在電壓源處設(shè)置了SJ=100ps的jitter值。

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