Sigrity BroadbandSPICE 100621

Step1：导入S参数
1. 名称
2. 幅度
3. 相位
Step2：Action > Check Passivity选项
Warning (s) – mixed_extraction.s18p Checking the passivity of the input data... For a passive system, the eigenvalues of Un - S * S ' must be non-negative. The eigenvalues are computed at the sampling frequencies in the input data. Un is the identity matrix. S is the scattering parameter. S' is the conjugate transpose of S. Warning: Input data does not pass passivity checking at 0.000100MHz. The minimum eigenvalue is -1.196412e-011. 1 warning(s) Note: 1）该S参数在100Hz有一个Passivity的问题； 2）如果有Passivity问题，那么一般推荐用Passivity Mode进行转换。
产生SPD文件：使用SIGRITY的
translator工具产生一个.SPD文件 以便进行PCB的分析
Translators: Brd2Spd, Dsn2Spd, Ndd2Spd, Pad2Spd, etc.
1
2.
提取S参数：使用SIGRITY的频域
软件PowerSI来计算感兴趣网络的 S参数，并考虑了PCB上电源/地的 影响
操作流程
[ Step
Y Click the EXTRACT button ] X
[ Step
Z Get Automatic results ]
Step Load the S matrix
SPICE subcircuit is automatically generated
操作练习：S参数转换
（8 Sig 1 PDS）
4
模型转换示意图
将网络参数转成宽带等效模型
(1) 在Broadband Spice 中导入S参数 (2) 要获得更高的精确 性，选择 Precision mode 进行模 型转换 (3) 要保证时域仿真的 收敛性，选择 Passivity mode 进行模 型转换
SPICE子电路是自动产生 的
9 主要好处：1）拓展模型带宽；2）提高时域仿真效率；3）确保收敛性
Precision模式 VS Passivity模式
Precision Mode 不执行Passivity检查 模型收敛性不保证 速度快 精度高 支持的Port数目多（>100） Passivity Mode 执行Passivity检查 收敛性高 速度较慢 精度稍低 支持的Port数目少（<100）
Sigrity 模型转化 （Broadband SPICE）培训教程
2010-06-21
Agenda
Part 1: 主要用途 Part 2: 必要性 Part 3: 主要优势 Part 4: 应用背景 Part 5: 转换示意图 Part 6: 操作流程 Part 7: 操作练习 Part 8: 客户应用案例
客户应用案例
1）时域仿真采用的 Connector连接器模型，一个使用了原始的 S 参 数模型，另一个则使用了BBS转化得到的SPICE等效电路模型； 2）仿真速度提高了52倍，保持了相同的精度。
谢谢 !
Key to the Power and Signal Integrity Solution for IC Packages and PCBs
Step3：Tools > Options选项
X Y
默认选项 默认格式
[
Z
推荐
Step4：Passivity转换后的检查
Y X Z
Note: 1）窗口1表示用Passivity Mode转换后的模型没有Passivity问题了； 2）窗口2和3表示BBS拟合出的模型无论幅度和相位都拟合的很好。
Step5：得到SPICE等效模型
主要优势
业界唯一的频域转时域的模型转换工具； 拓展模型带宽，同时提高模型在低频段和高频段的精度； 大大提高时域仿真效率； 确保时域收敛性； 一键操作即可完成转化，使用方便； 业界80多家知名公司都在日常工作中经常使用此工具进行模型转换 。
1. 2. 3. 4. 5. 6.
常见应用背景
1.
Layout文件: （BRD, MCM, DSN, NDD, ASC 等格式）
Precision Mode：结果不收敛
仿真工具：Sigrity SPEED2000时域仿真工具
Passivity Mode：结果收敛
仿真工具：Sigrity SPEED2000时域仿真工具
直接在HSPICE中调用S参数模型
• HSPICE中可以直接使用S参数，时域仿真时它采用卷积的方式来调用频域S参数模型； • 通常会碰到上述问题：仿真时间太长， 时间步长太小“time step too small”等错误； • 如果换用Broadband SPICE转换得到的SPICE等效模型，则可以大大避免这样的问题。
PCB的SPD模型
Powቤተ መጻሕፍቲ ባይዱrSI
2
PCB的S参数
BroadBand SPICE
3.
生成等效电路模型：使用SIGRITY
的Broadband SPICE从S参数中生 成一个等效电路模型
3
PCB的等效电路模型
4.
后续使用：使用PCB的等效电路模
型在SPICE中进行信号完整性和电 源完整性的仿真
在SPICE中进行 SI/PI的仿真
主要用途
¾ 将频域模型（即S参数模型）转换为SPICE等效电路模型，使系统 级时域仿真和频域仿真精度更高，效率更高，收敛性更好。
必要性
1. 克服单纯的频域模型不容易收敛的问题； 2. 克服单纯的频域模型直流偏置容易出错的问题； 3. 消除单纯的频域模型容易发生的有源性问题，即确保S参数的模值 不大于1； 4. 转换后的SPICE模型能大大节省时域仿真分析的时间（可以将仿真 时间提高几十倍）; 5. 转换后的SPICE模型大多数仿真工具都能支持，而频域模型则支持 的工具少； 6. 转换后的SPICE模型无端口阻抗的设置问题，使用起来非常方便； 7. 转换后的SPICE模型外部管脚简洁，模型非常小（比频域模型小几 十倍）； 8. 配合频域仿真工具和频域测量工具一同使用，是建立公司统一模型 库的必要工具。
X Y
Note: 1）打开Lab文件夹中的mixed_extraction.txt，这就是采用Passivity Mode转化得到的 SPICE等效模型； 2）窗口1是转换过程中的一些基本信息； 3）窗口2是转换得到的SPICE等效模型的主体，以.subckt打头。
Step6：Precision转换
¾ 把一个S参数文件mixed_extraction.s18p 载入到Broadband SPICE中； ¾ 该S参数含8个Signal Nets和1个PDS Nets，其中PDS的谐振发生在3.6GHz； ¾ 分别用Broadband SPICE的Passivity Mode和Precision Mode对其进行转换。
X Y
Note: 1）在Tools > Options中将转换模式转化为Precision模式； 2）将文件名改为mixed_extraction_precision.txt，转换后的SPICE模 型默认路径为当前S参数所在的文件夹； 3）由于无需进行Passivity相关的检查和拟合，因而转化速度较快。