導讀:在當今電子行業中信號仿真作為信號完整性、電源完整性的重要手段之一,正在被越來越多的企業和工程師所重視,而ADS在眾多仿真軟件中的作用無疑是舉足輕重的;今天就來介紹一下ADS中時域仿真組件中的Vprbs電壓源的用法;相信大家對于ADS的瞬態仿真控件并不陌生,這里舉個例子,一筆帶過;
一、寫在文前
如下波形就是通過時域瞬態仿真控件得到的波形:
值得說明一下波形是通過時間點、電壓值的形式給出的,這就涉及到仿真的起始和結束時間,而波形仿真的準確度,這仿真的時間步長有關;
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,波形邊沿對信號質量的影響;
二、PRBS電壓源的用法
上邊對瞬態仿真控件就簡單介紹到這里,下面來看一下PRBS電壓源的用法;
PRBS碼是Pseudo random binary sequence的縮寫,即偽隨機碼,由移位寄存器和異或運算組成,進行異或運算的寄存器稱為taps,寄存器的初始值稱為seed,PRBS并不是真正的隨機碼,而是有一定的規律可言的,他的重復bit數為2的n次方-1,例如PRBS7的碼型長度為2的7次方-1=127個;
下圖是PRBS7的碼型:
可以看到,碼型具有一定的隨機性,同時,在127bit后開始重復碼型;
下面看一下,ADS中的PRBS電壓源,此激勵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:這種方式是根據軟件定義好的tap和seed輸出碼型,用戶只需給定register length的長度即可,設置界面和軟件定義的PRBS的tap和seed如下圖所示:
我們按照這個模式仿真PRBS7和PRBS15,碼型如下:
可見不同的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,設置界面如下圖:
下面我們來分別設置不同的tap和seed,查看輸出的碼型:
系統默認的tap和seed
更改默認的seed
更改默認的tap
Seed和tap都更改
通過更改seed和tap的值,可以看到仿真得到的碼型隨之改變,因此有些協議里就定義了tap和seed的值,以便通過數學算法得到隨機性更好地碼型;
3、explicit bit sequence:明確的碼型,即按照給定的碼型進行輸出,設置界面如下:
我們來設置不同的bitsequence,觀察仿真結果,如下圖:
默認的bitsequence
更改了bitsequence1
更改了bitsequence1
通過設置bitsequence模式后,我們更改了bitsequence的值,發現仿真輸出的碼型和我們設置的一致,且仿真軟件是重復我們設置的bitsequence;
4、bit File:即通過定義文件的方式,定義特定碼型,文件的格式定義為text即可,設置界面如下:
設置完成后點擊ok;碼型文件內容如下:
PRBS7
1010
按照如上文件設置的碼型進行仿真,波形如下:
BitFile_PRBS7
BitFile_1010
通過上述仿真,我們發現,bitFile模式仿真出來的波形和文件定義的也一樣,這種方式本質上和explicit bit sequence定義的碼型一樣,都是通過定義特定bit流的方式定義輸出碼型,但是這種通過bitFile的方式定義碼型似乎更加方便一些,另外需要注意的是,軟件也會重復輸出bitFile定義的碼型;
通過上述介紹,我們可以通過四種模式定義輸出PRBS碼型,當然也可以輸出其他類型的碼型,根據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電壓源靈活的應用了,下面來看一下,此激勵源的去加重如何設置;
去加重的設置界面如下圖所示:
設置enableDeEmphasis=yes,即使能去加重;
DeEmphasisMode設置有兩項,percent Reduction和dB loss,按照percent Reduction設置,則去加重的大小按照百分比來定義,這個百分比是指有去加重的bit的電壓值/沒有去加重bit的電壓值,也可以按照dB loss來設置去加重的大小,這樣設置則將上述的電壓比值用20*log(V2/V1)的形式定義;
DeEmphasis:即設置去加重的大小,大小按照上邊選擇的mode進行對應的設置;
DeEmphasisTap:這個參數是設置去加重在同一個連續電平中實施了幾次,具體參看下邊的波形;
DeEmphasisSpan:這個參數是定義去加重的bit寬度,span=1,則代表連續電平中除去第一個bit,剩下的bit進行去加重,span=2,則代表連續電平中除去前兩個bit,剩下的bit進行去加重,需要注意,這個span的值可以設置小數;
下面來看一下,去加重的波形:
上圖是設置了3.5dB去加重之后的波形和原始波形對比,這里是通過dB Loss的方式定義的;
下面看一下3.5dB和6dB去加重的波形對比:
下面看一下dB loss的方式和percent reduction兩種方式的對比,波形如下:
如圖所示,通過dB loss的方式定義去加重的大小為6.02dB,通過percent reduction的方式定義去加重的大小為50%,可見兩種方式定義的去加重本質上是一樣的;
下面來看一下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參數的含義和作用;
下面來看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置,如速率、邊沿時間、延時等參數,就不一一展示了,下面再來看一下幾個jitter的設置;
先看Rj的設置,設置界面如上圖,enableRJ=yes,即使能Rj,RJrms參數即RJ的RMS值,RJbw參數是設置RJ的頻譜范圍;
上圖是在電壓源處設置了RJrms=10ps的jitter值,我們此處大概看看這個值;
上圖是在電壓源處設置了SJ=100ps的jitter值;
三、基于ADS信號SI和電源PI完整性精選36講
以上我們把PRBS電壓源的基礎功能、高階設置都涉及到了,軟件設置如此,具體怎么用,還看仿真的目的和應用,供大家參考。感興趣的朋友可以在文章末尾點贊和在看,截圖發送本公眾號,回復 PRBS 我將在24小時內贈送本文模型文件。
審核編輯:劉清
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原文標題:SIPI信號電源完整性之ADS中Vprbs電壓源的高級用法
文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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