CST_MWS中传输线与MOR法提取SPICE模型详解

在CST_MWS（CST Multiphysics Workshop Station）中，提取SPICE模型是一个关键的后处理步骤，这对于电路仿真和信号完整性分析至关重要。CST提供了两种方法来实现SPICE模型的提取：基于传输线模型和MOR（Model Order Reduction）方法。 1. **基于传输线模型提取**： - 适用于双线传输线网络，如连接器、IC封装和微带线网络，因为它能精确模拟线对的交互。对于短的传输线（小于波长的1/10），可以近似为T型网络，无损耗时仅需考虑R、L、C参数。当传输线较长（大于1/10波长）时，通过级联多个传输线网络（一般每1/10波长一个级联）构建更精确的模型。 - 等效模型中，电大的传输线可以利用串联电阻和并联电导来考虑有耗情况。 - 下图展示了级联传输线模型示例，它清晰展示了拓扑结构的变化与精度的关系。 2. **双线传输线模型**： - 耦合效应在双线（微带线）网络中很重要，通过耦合电容（C）和耦合理想变压器（K）来描述两线之间的相互作用。 - 网络的拓扑结构由两根线的配置和级联的网络数量共同决定。 3. **MOR方法**： - 提供了一种更为灵活的网络提取方式，生成的网络单元的拓扑结构可以根据实际需求自由设计，但可能牺牲一定的精度以减少模型复杂度。 - MOR方法的优点在于适应不同复杂程度的电路，但需注意可能需要额外的校准步骤来确保与物理模型的响应匹配。 4. **S参数的重要性**： - S参数是网络分析中的基础，它在计算传输线模型的集总参数（R、L、C、G、K）时是必不可少的。无论是时域还是频域求解器的结果，都可用于参数提取。 5. **模型精度与复杂性**： - 提取的网络模型的精度取决于传输线的级联数量，级联越多，模型越复杂，但精度也越高。通常推荐以波长的十分之一作为级联单位。 6. **匹配性**： - 集总参数模型的响应是通过三维模型的S参数计算得出的，确保了模型在一定程度上与物理模型的响应保持一致。 CST_MWS中提取SPICE模型的过程涉及选择合适的模型类型（固定或可变拓扑）、计算S参数、级联传输线以及根据具体应用场景调整模型复杂度。这个过程对于高效地进行电路仿真和信号完整性分析至关重要。