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使用CST微波工作室進(jìn)行TDR計(jì)算分析
在后處理中的1D Results中選擇TDR from Time Signals 或 TDR from S-Parameter ,如下圖所示,前者是基于激勵(lì)信號(hào)來(lái)求,后者是基于S參數(shù)來(lái)求。
TDR 主要是依據(jù)端口的反射信號(hào)來(lái)計(jì)算沿著TEM 或者相似結(jié)構(gòu)的阻抗特性;在測(cè)量當(dāng)中,TDR 是深入結(jié)構(gòu)內(nèi)部、定位非連續(xù)點(diǎn)的唯一方法;典型的 DR 應(yīng)用是擁有最小反射損耗的TEM 結(jié)構(gòu)比如連接器或者IC Package;既然TDR脈沖必須是短脈沖(為了確定空間的不連續(xù)點(diǎn)),因此它的帶寬非常寬,CST MWS的時(shí)域求解器非常適合TDR求解。
TDR可以有兩種激勵(lì)方式:1)階越信號(hào)(step time signal) 2) 高斯信號(hào)(Gaussian time signal)。模版自動(dòng)識(shí)別信號(hào)類(lèi)型,并且在1)和2)之間切換計(jì)算。
1) 階越信號(hào)
上升的矩形脈沖是TDR 的典型激勵(lì)。但是它存在一定的缺點(diǎn),能量不衰減(時(shí)間信號(hào)永遠(yuǎn)不停止),同時(shí)由于激勵(lì)頻譜中的零幅度,導(dǎo)致一些頻域數(shù)據(jù)比如S參數(shù)中會(huì)出現(xiàn)一些“未定義的頻率”。用高斯信號(hào)激勵(lì)就不會(huì)出現(xiàn)以上兩個(gè)。因此推薦使用方法 2)。
其中 Z(t)t是TDR阻抗, Zo 是端口的傳輸線(xiàn)阻抗,i 是輸入階越信號(hào)的幅度,O(t)是反射信號(hào)。
注意:為了在時(shí)間和空間上用離散的方法求解激勵(lì)的最高頻率,您最好選擇最高頻率的上限為1/Trise
下圖是一個(gè)TDR的例子:
階越信號(hào)的定義方法如下:右鍵點(diǎn)擊屏幕右邊的導(dǎo)航樹(shù) > Excitation Signals,選擇New Excitaion Signal,然后在彈出窗口中選擇 Type=Rectangular,并輸入恰當(dāng)?shù)?Ttotal/Trise/Thold/Tfall,自定義了矩形脈沖;然后右鍵點(diǎn)擊 Excitation Signals下新定義的脈沖 Signal1(缺省名),選擇 Use as Reference,將其設(shè)置為激勵(lì)信號(hào)。
2) 高斯信號(hào)
當(dāng)使用高斯信號(hào)激勵(lì)時(shí),TDR是通過(guò)對(duì)脈沖進(jìn)行積分來(lái)計(jì)算的,脈沖的積分是階越函數(shù)。
注意:上升時(shí)間與上限頻率相關(guān)。因此頻率范圍應(yīng)該設(shè)置為fmin=0,fmax=0.876/rise time。此處的上升時(shí)間是相應(yīng)的階越信號(hào)(由高斯信號(hào)積分而成)的幅度從最大值的10%到90%的時(shí)間。
例如:如果高斯脈沖的上升時(shí)間為35ps,則 fmax=0.876/35ps=25.14GHz。這個(gè)高斯脈沖的積分得到一個(gè)階越信號(hào),該階越信號(hào)幅度從最大幅度的10%上升到90%所用的時(shí)間為35ps。
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