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DesignCon文章解读之建模真不真，全靠功夫深……

【文：黄刚】

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问

答

你们觉得仿真测试校准难吗？觉得哪些点会影响校准的精度呢？

首先感谢大家的关注和支持，这个是本人编写高速先生文章以来最爆表的阅读量和点赞量。可能本人解读得不怎么样，关键还是本身这篇DesignCon文章比较好。

说到仿真测试校准，其实本人是比较关注的一个技术点，也长期致力于研究相关的一些方法和技巧(包括频域和时域的仿真)。的确，想校准好，不是一件容易的事情，很感谢同行们也是这种感觉，目前扫了一遍评论，还木有发现说容易的哈！而且大家都非常专业，从各个角度都回答得比较到位，我这边就稍微总结下，我认为仿真测试校准难点主要是三点：仿真怎么去仿，测试怎么去测，仿真和测试怎么结合。

1，仿真怎么去仿，首先我们要知道我们校准的链路是如何构成，像BGA过孔，传输线，连接器footprint，光模块扇出等等，实际上它们的仿真难度是不相同的。所谓仿真难度，或者叫仿真精度可能更准确，对于像传输线的相对均匀的结构，实际上使用TL的二维模型去模拟精度就已经足够，但是对于像BGA过孔扇出这些复杂的结构，可能就需要以网格剖分的有限元方法去分别计算每一个小部分的值，一般都要采用3D的仿真软件来完成。另外实际上像厂家给我们提供的连接器模型，也是通过厂家进行三维建模然后仿真得到的结果。

2，测试怎么去测，实际上测试又是另外一块本来就比较难的领域，测试的校准精度，测试探头，测试方法都是关乎能不能得到一个精确的DUT测试结果的关键。如果你拥有像下图这样的测试误差的话，无论如何也不可能得到准确的DUT测试结果。

3，即使有了精确的仿真结果和精确的测试结果，也并不代表你就能够把仿真和测试拟合得很好。为什么文章要用correlation这个单词呢？实际上仿真和测试就是一个校准的过程，仿真结果和测试结果之间还存在着很重要的一项，那就是加工误差。我们知道，无论你想把任何设计的物体做出来，都会有制作的误差，只不过对于一些大的制造品而言，我们看不出误差或者认为误差不会有影响。其实PCB加工同样如此，正文也说了不少，过孔的钻孔误差，走线的蚀刻误差，层偏误差，介质厚度误差等等。所以我认为要相对完美的校准，就要尽量满足这个公式：仿真结果+加工误差=测试结果。影响大的误差我们要尽量去修正，影响小的而且不容易修正的可以允许带入，例如上文说的绕线和拐角的影响。对于仿真而言，需要在仿真模型中加入这些可修正的误差，对于测试而言，则需要多次测试进行筛选。

校准是一项很耗费时间和精力，而且需要技巧的工作，还是上文这一句，我认为它说得很好。任何模型实际上都会和真实结构不一样，都是错的模型。这句话和这次一位资深网友答题中一句话也有异曲同工之妙：“难度在于用有限的孤立的数学模型去模拟无穷的相互联系的物理可能”。但是对于仿真测试校准而言。哪怕模型很简单，但是它具有很好的拟合精度，这样的模型也不比一个看起来很高大上，要经过仿真几天才能出结果的模型要差。仿真测试拟合是一项尽善尽美而且永无止境的工作，只有不断接近，不可能到达，我们做的只是一个程度的问题，工程应用觉得OK了，那就OK了。

(以下内容选自部分网友答题)

我个人觉得仿真测试校准挺难的，希望高速先生后续多讲讲这方面知识。影响仿真测试校准的精度的因素主要有：【1】、仿真模型误差；【2】、测试夹具的设计与制造的精度；【3】、线缆模型的精度;【4】、高速电路测试仪器仪表的精度(不惜代价买高精尖设备还是性价比合适但精度偏低的)；【5】、测试探头的精度误差；【6】、受测设备的参数一致性是否优良？【7】、玻纤效应等材料特性、PCB电镀和蚀刻的加工误差，表面处理方式、铜箔的粗糙度等PCB加工方面；【8】、测试仪器还要定期校准和保养提高精度；【9】、还有电磁兼容方面，受测设备的抗干扰和干扰源对受测设备的影响等也都会影响校准精度，这些都要考虑和注意。

@ 龍鳳呈祥

评分：3分

我觉得仿真测试校准比较难，那是硬件设计、画图、仿真、测试、板厂等多部门密切合作，不断积累和传承的工程。影响仿真校准精度的因素很多，1.过孔钻孔公差，塞孔盖油方式。2.铜线的梯形形状，同一Gerber文件不同的板厂有可能不一样， 相同网络不同的位置有可能不一样。3.如同玻纤效应,走线感受到不同的介质常数一样，差分线参考网格平面时，P和N感受不同的单端阻抗。以上生产工艺的不同，使仿真和测试差异很大，精度不好保证。4.作为校准的标准-样品板测试时，测试1块板和5块板取平均结果不同，同一块板测试1次和5次取平均结果不同。

@ 山水江南

评分：3分

难，难度在于用有限的孤立的数学模型去模拟无穷的相互联系的物理可能，从无穷到有限，从物理到数学，从孤立到相互联系，每一个变化都是对原始事务准确度的降低，也就是误差的产生。

@ 大海象

评分：3分

我觉得仿真测试校准难。加工因素、蚀刻因子、介质厚度的流胶、温度等都会影响校准的精度。

@ 涌

评分：2分

仿真测试校准还是比较难的，因为影响因素太多了，只有各参数都达到一定的准确度之后，仿真与测试的结果才会比较吻合。影响因素从大的方面来分，包括器件模型的精确度和传输线模型的精确度，通常器件模型由厂家提供，在要求比较高的场合，也可以通过测试获得；传输线模型可以简单理解为S参数，它的精确度受很多参数影响，包括铜箔粗糙度、玻纤效应等材料特性，也包括蚀刻因子、流胶、加工误差、电镀均匀性、表面处理方式等加工的影响。

@ 绝对零度

评分：3分

仿真测试校准挺难的，但非常重要。 影响校准的因素很多 存在公差，蚀刻因子，走线拐弯补偿等有些并不容易去模拟，因此也不容易校准。建立模型的偏差也会影响精度。实际测试中，校准精度主要由原始校准件所确定，同时测试电缆的稳定性、测试夹具装置的重复性和测试频率的内插算法也对测试精度有影响。

@ 愿

评分：3分

靠供方提供的模型仿真，感觉只能仿仿趋势或预留一些电容(PI)。个人觉得仿真测试校准是有难度的(测高速信号的仪器贵，经费有限)。主要影响精度的有: 1.测试仪器本身的精度。 2.探棒的精度。 3.dut的待测参数一致性是否良好，是否需要测多个dut取平均来决定待测参数。等等

@ 麦子

评分：2分

仿真校准很难！主要还是要积累经验，见广识多，做起来可能会容易点。

@ 中臣

评分：2分

我们连接器还好。影响主要有1.测试设备本身的精度，需要定期检验.2.测试夹具设计精度，跟所用板材，设计，加工制作有关。3.测试电缆性能，带宽。4.射频头性能，射频头多次插拔磨损情况

@ 两处闲愁

评分：2分

当各方面的参数都在误差范围之内，仿真测试校准的结果应该是可行的吧。影响结果的因素可能有1、铜箔的粗糙度；2、绿油的平整度；3、表面处理方式的选择；4、钻孔的大小、间距；5、各信号之间的相互干扰；6、设计时的EMC要求是否达到要求；7、同一板中有较大噪声的器件的干扰；等等……

@ Anan

评分：2分

仿真测试校准不难，难就难在精确度。就拿我用过的网分来说，焊接点，cable，甚至空气的湿度温度，都有影响。曾经试过校准后测试OK.然后换了个环境装了外壳参数全部变了。所以现在对于高速的测试，要求链接点，cable都非常精密，有些还加入软件校准

@ moody

评分：2分

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