PCB Teknik - Araç yazılım PCB'nin performansının simülasyonu

Genelde devre tahtasının özellikleri son devre tahtasının (PCB) performansı ile çok ilgili, özellikle RF/mikro dalga frekanslarında. Devre tahtası maddelerinin, dielektrik constant (Dk), dağıtım faktörü (Df), hatta materyalin kalınlığı bile farklı transmis hatlarını etkileyecek (mesela: mikrostrip hattı, strip hattı, koplanar dalga rehberini) yüksek frekans devrelerinde. Neyse ki, Rogers Corporation tarafından sağlayan mikrowave impedance (MWI) hesaplama yazılımı, farklı yüksek frekans yayınlama hatlarının performansını tahmin edebilecek ve farklı devre masallarında işleyebilecek basit ve etkili bir araç yazılımı var.

Microsoft Windows 10 operasyon sistemini (OS) çalıştırabilen her kişisel bilgisayar (PC) üzerinde yazılım kurulabilir ve bu da web sitesinden çalışabilir. Yazılımın en son versiyonu MWI-2019, kapalı denklemlerini kullanır ve temel devre masallarının farklı parametrelerine dayanan özel bir yayım hatının performansını hesaplar. Farklı materyal özelliklerine göre, yazılım da transmit çizgisinin farklı performans ve çalışma parametrelerini hesaplayabilir: özellik impedance, kaybı ve kalite faktörü (Q) ve benzer. Yazılım kullanıcıları devre masalı kütüphanesinden farklı tahtaları seçmelerini ve mikrostrip çizgi, strip çizgi, tabanlı koplanar dalga rehberini (GCPW), kenar bağlanmış mikrostrip ve kenar bağlanmış strip Stripline (ya da farklı çift strip çizgi) ve geniş taraf bağlanmış strip çizgi ile hesaplamaları gerçekleştirmeye izin verir.

Yazılımın kapalı denklemi kullanılan bazı yayın hatlarının üzerinde büyük bir miktar teste verilerine dayanan çok doğru simülasyon sağlayabilir. Çoğu durumda, verilen devre tahtası maddeleri için simülasyon sonuçları ve verilen transmis hattı teknolojisi vektör a ğ analizicisi (VNA) üzerindeki gerçek işlemli transmis hatının gerçek ölçü sonuçlarıyla uyumlu. Özellikle de en sık kullanılan transmis satırı türlerinden bazıları: mikrostrip, strip çizgi ve temel koplanar dalga yolculuğu (GCPW).

Hızlı çalışma hızı

MWI-2019 araç yazılımının birçok avantajı var. Sıradan PCler üzerinde yüksek precizite ulaşabilmek ve özelliklerinden birisi etkili çalışma hızı. Farklı devre tahtası materyallerinin yayınlama hatlarını simüle ederken, eğer diğer ticari üç boyutlu elektromagnetik (EM) alan simülasyon yazılımı kullanılırsa, en gelişmiş ve en son bilgisayar ile bile, simülasyon birkaç saat sürebilir. Ancak MWI-2019 yazılımının orijinal niyeti, düzenli bir bilgisayar üzerinde hızlı ve etkileşimli çalıştırabilirdi. Basit olarak, yazılımın "Hesaplama" düğmesini bastığınız sürece, yazılım neredeyse hemen doğru simülasyon sonuçlarını verebilir.

Elbette, EM alanı simülasyon yazılımı genelde üç boyutlu dolu dalga hesaplamaları sağlayabilir. Bu, MWI-2019 gibi uygun özgür yazılımından çok daha doğruluğu sağlayabilir. Ama MWI-2019, EM alanı simülasyon yazılımını değiştirmek için amaçlı değil. MWI-2019 yazılım çok faydalı ve güvenilir referens sonuçlarını sağlayabilir. Hızlı hesaplama avantajı devre mühendislerinin doğru ve hızlı DK değerini, devre tahtası maddelerinin kalınlığını ve kalınlığını çok kısa bir sürede farklı yayım hattı devrelerini tasarladığında yardım edebilir. Diğer devre masallarının göstericilerini belirleyin. Verilen yüksek frekans yayım hattı teknolojisi ve devre tasarımı için MWI-2019'nin simulasyon hızı mühendislerin, büyük bir sürü devre masalı maddelerindeki en iyi devre parametrelerini bulmasını sağlar. Daha yüksek simülasyon doğruluğu gerektiğinde ve yeterli hesaplama zamanı bulunduğunda mühendisler EM alan simülasyon yazılımını her zaman daha gelişmiş simülasyon sonuçlarını aramak için kullanabilir.

MWI-2019 yazılımları farklı devre masalı materyallerinde transmis hatlarının performansını hızlı karşılaştırabilir ve kullanıcıların çoklu maddeler arasında karşılaştırmasına ve seçmesine izin verir. Örneğin: mikrostrip devresinin farklı frekanslarda farklı devre tahtası maddeleri tarafından etkilediği mikrostrip devresinin kaybı nasıl? Devre tahtası maddelerini değiştirdiğinde, yazılım her materyalin en yakın standart kalınlığını ve her materyalin karşılaştırmasını kolaylaştırmak için en iyi bakır foli türünü kullanacak. Eğer kullanıcı materyalin (Dk ve kalınlık gibi) özel parametrelerini analiz etmek ve karşılaştırmak için ilgileniyorsa, yazılım kullanıcının ayarlarını özelleştirmesi için bu öntanımlı standart değerlerini de değiştirebilir.

Güvenilir hesaplama doğruluğu

Simülasyon hızlı olmasına rağmen MWI-2019 hâlâ özel kapalı denklem ve transmis çizgisinin optimizasyonu aracılığıyla çok doğru simülasyon sonuçlarını sağlayabilir. Kullanıcı yazılımda in şa edilen standart materyal parametrelerini, ya da devre tahtası materyal parametrelerini (Dk tasarımı, kalınlığı ve hatta baker kablolarının tanımlaması dahil) kullanabilir (MWI-2019'de çeşitli baker yüze a ğırlığı modeli içeriyor). İndirim hattı analizi ve devre masallarında hesaplama yapmadan önce, yazılım kullanıcıların öntanımlı değerleri değiştirmesine izin verir ve özel değerlerini ilgi frekanslarında özel hesaplamalar yapmak için özel değerlerini girer, böylece farklı yayım hatlarının materyallerle ve frekanslarınla nasıl farklı olduğunu hızlı keşfetmek için. Seçimler farklı.

Kullanıcı MWI-2019'den PCB devre masalını seçtiğinde, devre masalının kalınlığını ve çalışma frekansı, MWI-2019 yazılım, bu Dk değerleri farklı maddelerin frekansına dayanan gerçek ölçülerden alınır. Her materyalin Dk değerinin veritabanı frekans ile farklı değişir, farklı frekanslar ve devre tahtası materyallerinin farklı kalınlıklarında teste edilen yüzlerce devre ölçüsüne dayanılır. Bu tasarım Dk değerleri de geniş frekans menzilinde kullanılabilir: Yazılım tasarımı Dk değerinin en son versiyonu 100 MHz'den 110 GHz'e kadar frekanslar için uygun ve 60 GHz ve daha yüksek destekler. Örneğin: 5 G milimetre dalga uygulamaları, hücre iletişim a ğları, otomatik radar güvenlik sistemleri, etc. Yazılımın önceki versiyonu ile karşılaştırıldı, MWI-2019 de devre masalı materyalleri için daha fazla seçenekler vardır, ve materyaller için optimize edilen büyük bir sürü uyumlu tasarım Dk veritabanları ve transmis satırı modelleri.

En genişlikle kullanılan iki yüksek frekans transmisi satırları, yani mikro strip hattı ve strip hattı, MWI-2019'deki en doğru iki modellerdir. Yazılım tarafından verilen simülasyon sonuçlarına göre, gerçek devre masalı maddelerinde işletilen transmis hatının gerçek ölçü değeri neredeyse simülasyon değeri ile aynı. Simülasyon tekrarlanabileceğini ve doğruluğunu arttırmak için, model ve kapalı denklem de çok doğru sonuçları sağlayacak diğer tür iletişim çizgileri için, yani kırmızı birbirine bağlanmış mikrostrip ve kırmızı birbirine bağlanmış strip çizgileri gibi.