CableExpert – 电缆建模和仿真工具

应用背景

线缆组件是网络系统中的关键构件组件。 线缆的精确建模正在成为实现多兆位数据速率和保证信号完整性的必要条件。 用于10G / 40G / 100G以太网中的SFP和QSFP接口的双轴电缆就是这样的例子。 众多参数对信号质量具有显著影响,例如漏极类型和屏蔽模式。 工程师亟需一种快速,准确的建模方法来模拟和仿真线缆,以提升在信号完整性方面的信心。


产品特色
  1. 高速系统Cable的准确建模与高效信号完整性仿真
  2. CableExpert可快速地通过内置模板创建3D模型
    • 多种地线类型,包括单地线与双地线
    • 多种缠绕屏蔽类型,包括纵包及缠包
    • 自动添加端口来简化电磁设置
    • 参数化扫描来实现what-if分析
  3. CableExpert针对不同的应用可提供2D仿真与3D仿真。2D有限元(FEM)算法生成RLGC与S参数。3D有限元(FEM)算法生成S参数。两种算法都采用了分布式运算及并行多核运算技术,可提升一个级别的运算速度
  4. CableExpert通过内置的算法可以处理无法把长线缆当成一个整体仿真的情况
  5. CableExpert可以支持导出到HFSS,方便用户做对比验证
  6. CableExpert支持Python脚本实现自动化

主要功能

由内置模板创建复杂的线缆

双轴线有不同的地线类型与缠绕类型

  • 中心地线/双地线
  • 纵包/缠包

双绞线

  • 无屏蔽 – UTP
  • 屏蔽 – STP

支持参数化

  • CableExpert支持在纵包类型中对不同的缠绕间隔位置进行参数化;支持在缠包类型中对不同的缠绕角度进行参数化,这样可以方便用户优化线缆的性能指标。
  • 对于缠包类型的双轴线,其谐振频率会随着缠绕角度的变大而升高,TDR曲线震荡会变小。

带屏蔽层-纵包-单地线类型的双轴线

  • 带屏蔽层-纵包-单地线类型的双轴线可以选择2D的算法进行仿真。对于纵包类型的结构,CableExpert 2D算法的结果跟第三方3D算法结果吻合。

带屏蔽层-纵包-双地线类型的双轴线

  • 带屏蔽层-纵包-双地线类型的双轴线多用于高频(高达25G)的应用。这种结构中要使得地线与信号线在同一个水平线上是比较困难的,但它又决定了差分信号模态转换的性能指标。CableExpert可以提供一个灵活的方式来调节每个地线的偏差。

缠包-双地线的双轴线仿真与对比

  • 缠包-双地线的双轴线应用很广泛,但是它的3D模型比较难建。CableExpert通过模板可以轻松创建。另外,其仿真结果跟测试结果吻合的很好。

无屏蔽层的双绞线仿真与对比

  • 无屏蔽层的双绞线(UTP)在高频中应用广泛。因其双绞的结构,比较难建模。CableExpert通过模板可以快速建模并支持导出到其他3D仿真工具中仿真。


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