Teknik PCB - Simulasi prestasi perisian alat PCB

Secara umum, ciri-ciri bahan papan sirkuit mempunyai banyak kaitan dengan prestasi papan sirkuit terakhir (PCB), terutama pada frekuensi RF/microwave. Parameter bahan papan sirkuit, seperti konstan dielektrik (Dk), faktor penyebaran (Df), dan bahkan tebal bahan akan mempengaruhi garis penyebaran yang berbeza (seperti: garis microstrip, garis strip, panduan gelombang koplanar) dalam sirkuit frekuensi tinggi Performance. Untungnya, terdapat perisian alat sederhana dan efisien yang boleh meramalkan prestasi garis penghantaran frekuensi tinggi berbeza dan diproses pada bahan papan sirkuit berbeza, iaitu perisian pengiraan microwave (MWI) yang disediakan oleh Rogers Corporation.

Perisian boleh dipasang pada mana-mana komputer peribadi (PC) yang boleh menjalankan sistem operasi Microsoft Windows 10 (OS), dan ia juga boleh dijalankan dari laman web. Versi terbaru perisian, MWI-2019, menggunakan persamaan tertutup dan menghitung prestasi garis transmisi khusus berdasarkan perbezaan dalam berbilang parameter bahan papan sirkuit as as (seperti Dk, tebal, dan parameter bahan lain). Menurut ciri-ciri bahan yang berbeza, perisian juga boleh menghitung prestasi dan parameter kerja berbeza bagi garis trasmis, termasuk: impedance karakteristik, kehilangan dan faktor kualiti (Q), dll. Perisian membolehkan pengguna memilih papan yang berbeza dari perpustakaan bahan papan sirkuit dan melakukan pengiraan berdasarkan berbagai teknologi garis pemindahan frekuensi tinggi, termasuk garis microstrip, garis strip, panduan gelombang koplanar terendah (GCPW), garis mikrostrip terhubung pinggir, dan garis strip terhubung pinggir Stripline (atau garis pasangan berbeza) dan garis strip terhubung sisi luas.

Persamaan tertutup perisian boleh menyediakan simulasi yang sangat tepat, yang berdasarkan jumlah besar data ujian pada beberapa garis penghantaran yang digunakan. Dalam kebanyakan kes, keputusan simulasi untuk bahan papan sirkuit tertentu dan teknologi garis transmisi tertentu sangat konsisten dengan keputusan pengukuran sebenar garis transmisi yang sebenar diproses pada penganalisa rangkaian vektor (VNA). Terutama untuk beberapa jenis garis transmisi yang paling biasa digunakan, seperti: microstrip, stripline dan grounded coplanar waveguide (GCPW).

Kelajuan berjalan cepat

Perisian alat MWI-2019 mempunyai banyak keuntungan. Selain bebas dan mampu mencapai ketepatan tinggi pada PC biasa, salah satu ciri-cirinya adalah kelajuan operasinya yang efisien. Apabila simulasi garis transmisi bahan papan sirkuit berbeza, jika perisian simulasi medan elektromagnetik gelombang penuh (EM) komersial yang lain digunakan, walaupun dengan PC yang paling maju dan terbaru, simulasi mungkin mengambil beberapa jam. Namun, niat asal perisian MWI-2019 adalah untuk berjalan dengan cepat dan efisien pada PC biasa. Pada dasarnya, selepas menetapkan parameter yang berkaitan, selama and a tekan butang "Kira" perisian, perisian boleh memberikan keputusan simulasi yang tepat hampir segera.

Sudah tentu, perisian simulasi medan EM biasanya boleh menyediakan pengiraan gelombang penuh tiga dimensi, yang boleh menyediakan ketepatan jauh lebih tinggi daripada perisian bebas yang sesuai seperti MWI-2019, dengan biaya masa simulasi yang lebih panjang. Tetapi MWI-2019 tidak bertujuan untuk menggantikan perisian simulasi medan EM. Perisian MWI-2019 boleh menyediakan keputusan rujukan yang sangat berguna dan boleh dipercayai. Keuntungan pengiraan pantas boleh membantu jurutera merancang sirkuit untuk memilih nilai DK dengan betul dan cepat, tebal dan tebal bahan papan sirkuit apabila merancang sirkuit garis trasmis berbeza dalam masa yang sangat singkat. Tentukan penunjuk bahan papan sirkuit lain. Untuk teknologi garis transmisi frekuensi tinggi dan rancangan sirkuit, kelajuan simulasi MWI-2019 membolehkan jurutera mencari parameter sirkuit terbaik diantara bilangan besar bahan papan sirkuit. Apabila keperluan simulasi yang lebih tinggi diperlukan dan masa pengiraan yang cukup tersedia, jurutera boleh guna perisian simulasi medan EM untuk mencari keputusan simulasi yang lebih baik pada bila-bila masa.

Perisian MWI-2019 boleh dengan cepat membandingkan prestasi garis penghantaran pada bahan papan sirkuit berbeza, membolehkan pengguna membandingkan dan memilih antara bahan berbilang. Contohnya: Bagaimana kehilangan garis penghantaran sirkuit mikro terpengaruh oleh bahan papan sirkuit berbeza pada frekuensi berbeza? Apabila mengubah bahan papan sirkuit, perisian akan menggunakan kelebihan piawai terdekat setiap bahan dan jenis foil tembaga terbaik untuk setiap bahan untuk mempermudahkan perbandingan. Jika pengguna berminat untuk menganalisis dan membandingkan beberapa parameter khusus bahan (seperti Dk dan tebal), perisian juga boleh ubahsuai nilai piawai ini untuk membenarkan pengguna untuk menyesuaikan tetapan.

Ketepatan pengiraan yang boleh dipercayai

Walaupun kelajuan simulasi adalah pantas, MWI-2019 masih boleh menyediakan hasil simulasi yang sangat tepat melalui persamaan tertutup spesifik dan optimasi model garis transmisi. Pengguna boleh guna parameter bahan piawai piawai yang dibina dalam perisian, atau dengan menyesuaikan baik parameter bahan papan sirkuit (termasuk desain Dk, tebal, dan bahkan definisi wayar tembaga) untuk simulasi sirkuit garis trasmis dan bahan (MWI-2019 mengandungi pelbagai model kelabuan permukaan tembaga). Sebelum melakukan analisis garis trasmis dan pengiraan pada bahan papan sirkuit, perisian membolehkan pengguna mengubah nilai lalai dan masukkan nilai mereka sendiri untuk melakukan pengiraan suai pada frekuensi kepentingan, supaya dengan cepat mengeksplorasi bagaimana garis trasmis berbeza berbeza dengan bahan dan frekuensi. Pilihan berbeza.

Apabila pengguna memilih bahan papan sirkuit PCB dari MWI-2019, serta kelebihan bahan papan sirkuit, dan frekuensi kerja, Perisian MWI-2019 mencari Dk spesifik dari sejumlah besar pangkalan data parameter bahan (mengikut tebal bahan atau paksi z) yang ditetapkan Nilai Dk ini diperoleh dari pengukuran sebenar berdasarkan frekuensi bahan-bahan yang berbeza. Pangkalan data nilai Dk setiap bahan berbeza dengan frekuensi ditetapkan berdasarkan ukuran sebenar ratusan sirkuit yang diuji pada frekuensi berbeza dan tebal berbeza bahan papan sirkuit. Nilai Dk desain ini juga boleh digunakan dalam julat frekuensi luas: versi terbaru nilai Dk desain perisian adalah sesuai untuk frekuensi dari 100 MHz hingga 110 GHz, dan menyokong 60 GHz dan lebih tinggi. Contohnya: aplikasi gelombang 5G yang muncul, rangkaian komunikasi sel, sistem keselamatan radar kereta dan sebagainya. Dibandingkan dengan versi awal perisian, MWI-2019 juga mengandungi lebih banyak pilihan untuk bahan papan sirkuit, serta sejumlah besar pangkalan data Dk yang sepadan dan model garis transmisi yang telah optimum untuk bahan.

Dua garis transmisi frekuensi tinggi yang paling digunakan, iaitu garis microstrip dan garis strip, juga dua model yang paling tepat dalam MWI-2019. Menurut hasil simulasi yang diberikan oleh perisian, nilai pengukuran sebenar garis transmisi yang diproses pada bahan papan sirkuit sebenar hampir sama dengan nilai simulasi. Untuk jenis lain garis trasmis, seperti garis mikro-garis terpasang-pinggir dan garis-garis terpasang-pinggir, walaupun tiada jumlah besar data pengukuran untuk meningkatkan ketepatan dan pengulangan simulasi, model dan persamaan tertutup juga menyediakan keputusan yang sangat tepat.