Технология PCB - анализ высокочастотных схем в CAD (печатных плат)

Анализ высокочастотных цепей в САПР

При более высокой рабочей частоте (около 2 ГГц) длина волны сигнала может постепенно соответствовать размерам устройства. Импеданс индуктора микросхемы демонстрирует очевидные характеристики распределения, т.е. в разных исходных положениях существует разный импеданс. На высоких частотах отклик схемы устройства зависит от его размеров и пространственной структуры. Традиционные параметры измерения импеданса не совсем точно отражают отклик реальной схемы. В качестве примера можно привести схему радиочастотного усилителя мощности мобильного телефона, в которой для согласования импеданса используются два высокочастотных индуктора (рабочая частота 1,9 ГГц), изготовленных методом фотолитографической тонкопленочной индуктивности. Если заменить их ламинированными чип-индукторами (измерительный прибор hp-4291b) с теми же характеристиками и точностью, но значительно большим значением Q, то коэффициент усиления схемы снизится почти на 10%. Это свидетельствует о том, что состояние согласования схемы ухудшается. Очевидно, что использование метода анализа низких частот не может точно объяснить использование высоких частот. Анализ высоких частот при плоских индуктивностях L и q нецелесообразен, по крайней мере, недостаточен.

Теория электромагнитного поля часто используется для анализа прикладных задач высокочастотного применения с характеристиками распределения в технике. В общем случае при измерении параметров чип-индуктора анализатором импеданса (hp-4291b) точность измерения может быть увеличена до 0,1нч при калибровке с помощью приспособления, что достаточно для обеспечения требований к точности построения схемы в теории. Однако нельзя игнорировать и ту проблему, что результаты измерений на данный момент отражают только характеристики параметров между торцевыми электродными поверхностями устройства индуктивности в состоянии согласования (измерительное приспособление рассчитано на точное согласование), но не отражают внутреннего электромагнитного распределения устройства индуктивности и внешних требований электромагнитной обстановки. Из-за различий в структуре внутреннего электрода одни и те же измеряемые параметры индуктивности могут иметь совершенно разное электромагнитное распределение. В высокочастотных условиях реальная среда применения микросхем индуктивности (точное согласование, плотный монтаж, влияние распределения на печатной плате) часто отличается от испытательной среды. Это легко приводит к сложным отражениям в ближней зоне, что приводит к незначительным изменениям фактических параметров отклика (L, q). низкая индуктивность в радиочастотных цепях, Это влияние нельзя игнорировать. мы называем его "распределенным влиянием".

При проектировании высокочастотных схем (в том числе высокоскоростных цифровых схем) учитываются свойства схемы, выбор устройств и электромагнитная совместимость, рабочие характеристики реальной системы схемы обычно рассматриваются с помощью анализа рассеяния сети (параметр s), анализа целостности сигнала, анализа электромагнитного моделирования, анализа моделирования схемы, сортировки. В связи с проблемой "распределенного влияния" индуктивностей микросхем одним из возможных решений является электромагнитное моделирование конструкции индуктивности, точное извлечение соответствующих параметров из SPICE-модели схемы как основы для проектирования схемы, что позволяет эффективно снизить влияние погрешности при проектировании высокочастотных устройств. Большинство технических параметров индуктивностей микросхем, выпускаемых зарубежными (японскими) предприятиями основных компонентов, содержат параметр s, применяемый при анализе высокочастотных устройств.