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Software utensile per la valutazione del materiale PCB e delle prestazioni
In generale, le caratteristiche del materiale del circuito stampato hanno molto a che fare con le prestazioni del circuito stampato finale (PCB), specialmente alle frequenze RF / microonde. I parametri del materiale del circuito stampato, come la costante dielettrica (Dk), il fattore di dissipazione (Df) e persino lo spessore del materiale influenzeranno le linee di trasmissione differenti (come: linea microstrip, linea striscia, guida d'onda complanare) nella prestazione in circuiti ad alta frequenza. Fortunatamente, esiste un software utensile semplice ed efficiente che può prevedere le prestazioni di diverse linee di trasmissione ad alta frequenza e processate su diversi materiali del circuito, che è il software di calcolo dell'impedenza a microonde (MWI) fornito da Rogers Corporation.
Questo software di calcolo delle prestazioni della linea di trasmissione può essere scaricato gratuitamente nel file eseguibile in formato EXE visitando il "Rogers Technical Support Center" sul sito ufficiale di Rogers Corporation. Il software può essere installato su qualsiasi personal computer (PC) che può eseguire il sistema operativo Microsoft Windows 10 (OS), e può anche essere eseguito dal sito Web. L'ultima versione del software, MWI-2019, utilizza equazioni chiuse e calcola linee di trasmissione specifiche in base alle differenze tra i vari parametri dei materiali del circuito stampato di base (ad esempio: Dk, spessore e altri parametri del materiale). Secondo le caratteristiche differenti del materiale, il software può anche calcolare le prestazioni e i parametri di lavoro differenti della linea di trasmissione, tra cui: impedenza caratteristica, perdita e fattore di qualità (Q), ecc. Il software consente agli utenti di selezionare schede diverse dalla libreria dei materiali del circuito stampato ed eseguire calcoli basati su varie tecnologie di linea di trasmissione ad alta frequenza, tra cui linea microstrip, stripline, guida d'onda complanare a terra (GCPW), microstrip accoppiato a bordo e striscia accoppiata Stripline (o stripline differenziale coppia) e stripline accoppiato a lato. Il manuale utente del software può anche essere scaricato gratuitamente dal "Rogers Technical Support Center" per aiutare gli utenti a utilizzare meglio il software MWI-2019. L'equazione chiusa del software può fornire una simulazione molto accurata, che si basa su una grande quantità di dati di prova su alcune linee di trasmissione utilizzate. Nella maggior parte dei casi, i risultati della simulazione per un dato materiale del circuito stampato e una data tecnologia della linea di trasmissione sono molto coerenti con i risultati effettivi di misurazione della linea di trasmissione effettivamente elaborata sull'analizzatore di rete vettoriale (VNA). Soprattutto per alcuni dei tipi di linee di trasmissione più comunemente utilizzati, come: microstrip, stripline e guida d'onda complanare a terra (GCPW).
VelocitàIl software utensile MWI-2019 presenta molti vantaggi. Oltre ad essere gratuito e ad essere in grado di ottenere un'elevata precisione su PC comuni, una delle sue caratteristiche notevoli è la sua velocità di funzionamento efficiente. Quando si simulano linee di trasmissione di diversi materiali del circuito stampato, se si utilizzano altri software di simulazione di campo elettromagnetico (EM) tridimensionale commerciale, anche con il PC più avanzato e più recente, la simulazione può richiedere diverse ore. Tuttavia, l'intenzione originale del software MWI-2019 era quella di essere in grado di funzionare rapidamente ed efficientemente su un normale PC. Fondamentalmente, dopo aver impostato i parametri rilevanti, purché si preme il pulsante "Calcola" del software, il software può dare risultati di simulazione accurati quasi immediatamente.
Naturalmente, il software di simulazione dei campi EM di solito può fornire calcoli tridimensionali a onde complete, che possono fornire una precisione molto più elevata rispetto a software libero conveniente come MWI-2019, al costo di un tempo di simulazione più lungo. Ma MWI-2019 non è destinato a sostituire il software di simulazione dei campi EM. Il software MWI-2019 può fornire risultati di riferimento molto utili e affidabili. Il suo vantaggio di calcolo rapido può aiutare gli ingegneri di progettazione del circuito a selezionare correttamente e rapidamente il valore DK, lo spessore e lo spessore del materiale del circuito stampato quando progettano diversi circuiti della linea di trasmissione in un tempo molto breve. Determinare gli indicatori di altri materiali del circuito stampato. Per una determinata tecnologia di linea di trasmissione ad alta frequenza e progettazione del circuito, la velocità di simulazione di MWI-2019 consente agli ingegneri di trovare i migliori parametri del circuito tra un gran numero di materiali del circuito. Quando è richiesta una maggiore precisione di simulazione e un tempo di calcolo sufficiente è disponibile, gli ingegneri possono utilizzare il software di simulazione dei campi EM per cercare risultati di simulazione più raffinati in qualsiasi momento. Il software MWI-2019 può confrontare rapidamente le prestazioni delle linee di trasmissione su diversi materiali del circuito stampato, consentendo agli utenti di confrontare e scegliere tra più materiali. Ad esempio: in che modo la perdita della linea di trasmissione del circuito microtrip è influenzata da diversi materiali del circuito a frequenze diverse? Quando si cambia i materiali del circuito stampato, il software utilizzerà lo spessore standard più vicino di ogni materiale e il miglior tipo di foglio di rame per ogni materiale per semplificare il confronto. Se l'utente è interessato ad analizzare e confrontare alcuni parametri specifici del materiale (come Dk e spessore), il software può anche modificare questi valori standard predefiniti per consentire all'utente di personalizzare le impostazioni.
Precisione di calcolo affidabile
Sebbene la velocità di simulazione sia veloce, MWI-2019 può comunque fornire risultati di simulazione molto accurati attraverso l'equazione chiusa specifica e l'ottimizzazione del modello della linea di trasmissione. L'utente può utilizzare i parametri del materiale standard predefiniti incorporati nel software, o regolando i parametri del materiale del circuito stampato (compreso il design Dk, lo spessore e persino la definizione dei fili di rame) per simulare il circuito e i materiali della linea di trasmissione (MWI-2019 contiene una varietà di modelli di rugosità superficiale in rame). Prima di eseguire analisi e calcolo della linea di trasmissione sui materiali del circuito stampato, il software consente agli utenti di modificare i valori predefiniti e inserire i propri valori per eseguire calcoli personalizzati sulle frequenze di interesse, in modo da esplorare rapidamente come le diverse linee di trasmissione variano con materiali e frequenze. Le scelte variano. Quando l'utente seleziona il materiale del circuito stampato da MWI-2019, così come lo spessore del materiale del circuito stampato e la frequenza di lavoro, Il software MWI-2019 trova il Dk specifico specifico da un gran numero di database di parametri materiali (in base allo spessore del materiale o all'asse z) stabiliti Questi valori Dk sono ottenuti da misurazioni effettive basate sulla frequenza di diversi materiali. Il database del valore Dk di ogni materiale varia con frequenza è stabilito sulla base della misurazione effettiva di centinaia di circuiti a frequenze diverse e spessori diversi dei materiali del circuito stampato. Questi valori Dk di progettazione possono essere utilizzati anche in un'ampia gamma di frequenze: l'ultima versione del valore Dk di progettazione software è adatto per frequenze da 100 MHz a 110 GHz e supporta 60 GHz e superiori. Ad esempio: applicazioni emergenti di onde millimetriche 5G, reti di comunicazione cellulare, sistemi di sicurezza radar automobilistici, ecc Rispetto alla versione precedente del software, MWI-2019 contiene anche più opzioni per i materiali dei circuiti stampati, oltre a un gran numero di database Dk di progettazione corrispondenti e modelli di linee di trasmissione ottimizzati per i materiali.
Le due linee di trasmissione ad alta frequenza più utilizzate, vale a dire la linea microstrip e la linea strip, sono anche i due modelli più accurati in MWI-2019. Secondo i risultati della simulazione forniti dal software, il valore di misura effettivo della linea di trasmissione elaborata sul materiale del circuito stampato effettivo è quasi lo stesso del valore della simulazione. Per altri tipi di linee di trasmissione, come microtrip accoppiato a bordo e stripline accoppiato a bordo, anche se non ci sono grandi quantità di dati di misura per migliorare la ripetibilità e l'accuratezza della simulazione, il modello e l'equazione chiusa forniscono risultati molto accurati.
