μWaveRiders: INTRCONNを使用したシステムレベルでのPCB配線効果のモデリング

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新しいモデルは、PCB配線の影響をRFシステム解析に組み込みます。

　AWR Design EnvironmentプラットフォームのVisual System Simulator (VSS)ソフトウェアは、通信系やレーダーなどのRFシステムの動作特性をモデル化します。現在のAWR V16ソフトウェア以前は、損失、インピーダンスの不整合、遅延、配線間の結合などのPCB配線の影響を考慮することは、システムダイアグラムを作成してPCB配線の適切なモデルを生成するときに面倒な作業でした。AWR V16ソフトウェアは、システムレベルでPCB配線の効果をモデル化する効率的な方法を提供するINTRCONNエレメントを導入しました。INTRCONNエレメントは、配線の損失の早期推定から完成した設計の完全な特性評価まで、設計フローを容易にします。

INTRCONNエレメントの設計フローの一面は、PCB配線に接続された2つの集積回路（IC）を使って説明できます。

　これらの配線に関連する損失とインピーダンス不整合の影響があるだけでなく、さらに重要なことに、さまざまな配線間に結合が存在する可能性があります。このレイアウトに関連付けられているシステムダイアグラムでは、PCB配線を表すINTRCONNエレメントが次のように挿入されています。

　INTERCONNエレメントは、TYPEパラメータオプションを利用して5つの異なる操作モードをサポートしています。

　異なるINTRCONN動作モードの順序は、システム設計の進行の概要を示しています。設計プロセスの開始時、物理配線が描画される前は、配線損失の推定値しかわからない場合があります。設計プロセスのこの段階では、INTRCONNのAttenuatorモードが選択されます。さらに改良を加えると、個々のPCB配線をマイクロストリップまたは伝送線路としてモデル化して、システムで線路の長さや遅延をモデル化できます。設計が進むにつれて、線幅のステップまたは曲がりくねった配線の曲がりによる配線の不連続性が解析に含まれます。この時点で、INTRCONNのLinear co-simulationモードが選択されます。各配線はMicrowave Office回路で設計されており、VSSとMicrowave Officeソフトウェア間の協調解析を使って、配線設計におけるより高度な側面がシステム解析に組み込まれます。

　設計プロセスの最後のステップは、設計の実際のレイアウトをモデル化することです。PCBレイアウトは最初にAWR Design Environmentにインポートされ、次に配線がEM構造として抽出されます。

　この構造のEM解析の後、INTRCONNのCoupling co-simulationモードが選択され、EM解析の結果がシステム設計のINTRCONNエレメントにリンクされます。配線間の結合がシステムの解析に加わるだけでなく、EM解析はより正確な配線損失とインピーダンス結果を提供します。

　システムレベルでPCB配線の効果をモデル化することがなぜそれほど重要なのでしょうか? 完全にインピーダンス整合されておらず、線路長のあるPCB配線は、周波数応答にリップルをもたらします。リップルが考慮されていない場合、予期しない電力損失、電力追加効率の劣化、ビットエラーレートの劣化などが発生する可能性があります。PCB配線の結合の側面をモデル化すると、フィルタ周辺のリークの影響、つまり、PCB配線の結合によりフィルタをバイパスする阻止帯域信号を示すことができます。結合のその他の影響としては、アップコンバータまたはダウンコンバータを含むシステムでの不要なスプリアス信号があります。

By:Brian Avenell
Sr.Principal Product Engineer
Cadence AWR R&D - U.S.

Translator: Tsutomu Sugawara

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