SeriesModel
什么是SeriesModel
在上一次的IBIS(nput/Output Buffer Information Specification)技术文章中,借助IBIS文件规范,我们简单介绍了.ibs文件中的内容和用法。今天,我们来详细了解一下文件中的一类特殊模型——Series Model。
作为[Model]关键字中定义的buffer type类型之一,Series Model是指一种用于描述电路中串联元件(如电阻、电感、电容等)的模型。这些串联元件通常用于vwin 信号路径中的寄生效应,例如信号线上的电阻、电感和电容,从而更精确地描述引脚之间的关系。
图1差分驱动端的SeriesModel
为什么需要Series Model?
IBIS cookbook以差分放大器的IBIS建模举例,进一步描述了Series Model的用处。
首先,我们需要了解这三种常用的差分放大器:
1.伪差分放大器:如图2所示,如下图所示的伪差分驱动,两个引脚电路间是完全互相独立且没有耦合的,可以独立运作不受对方干扰。
2.半差分放大器:如图3所示,上拉端互相独立,下拉到地的部分共用同一个电流源,由于输出电流是共享的,两个引脚之间会互相影响。
3.全差分放大器:如图4所示,除了下拉到地的部分共用一个电流源,上拉部分还用了一个电流镜,两个引脚同样是互相耦合的。
图2伪差分放大器
图3半差分放大器
图4全差分放大器
IBIS规范为差分buffer建模提供了一个简单的机制。[diff pin]关键字允许模型制作者将两个[Model]关联为一对差分引脚。由于[Model]关键字仅用于单端buffer建模,因此严格来说,这种机制仅适用于伪差分驱动器和接收器建模,只能描述信号端和电源端之间的电气关系,无法包含差分缓冲器两个信号端之间的任何信息,也就是说,对于上述提到的全差分/半差分放大器,使用这种机制无法准确建模。因此IBIS规范引入了以下机制,可以描述两个差分引脚间的耦合:
1.[Series Pin Mapping]关键字允许模型制作者将两个引脚关联为差分引脚有耦合的情况
2.[Series Model]关键字则用来描述耦合部分的模型形态。这一关键字只能在关键字[Model]为Series的下方出现。在IBIS 7.0规范中,仅支持R/L/C/Series Current/Series MOSFET这几种类型的串联模型。更详细的模型描述,感兴趣的读者可以从标准中自行查阅一二。
SIDesigner仿真案例分析
如何将SeriesModel引入仿真?
我们以巨霖科技的信号完整性仿真工具SIDesigner为例,查看如何在信号完整性分析中使用Series Model:
Step1.打开SIDesigner并成功创建原理图如下:
Step2.设置包含Series Model的接收端如下:
选中[Series Pin Mapping]中包含的引脚时,Use Series Model会开放勾选。开启该功能时,Series Models分页生效,从中我们可以看到,对于该IBIS文件,pin5和pin16有耦合。
Step3.点击仿真,波形如下:
Step4.对比验证:
如果不使用Series Model功能,原理图如下:
波形如下:
通过对比,可以直观看到,耦合部分带来的信号完整性问题。
Reference:
1.IBIS Modeling Cookbook for IBIS Version 4.0,Sep 2005, https://ibis.org/cookbook/cookbook-v4.pdf
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原文标题:IBIS文件中的Series Model简介及设计仿真实例
文章出处:【微信号:巨霖,微信公众号:巨霖】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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