[Oldring 0]

НО часто с двух сторон от микрополоска расположены плоскости земли. Вопрос: На какое расстояние должна быть удалена земля, чтобы она не оказывала влияние на волновое сопротивление микрополоска?

 

Земля вблизи - это часть конструкции, без которой не будет вообще "линии".

[Halo_Gen 0]

Земля вблизи - это часть конструкции, без которой не будет вообще "линии".

Если линия компланарная, то Ваше утверждение верно, однако оно не справедливо для микрополосковой линии.

[bigor 0]

НО часто с двух сторон от микрополоска расположены плоскости земли. Вопрос: На какое расстояние должна быть удалена земля, чтобы она не оказывала влияние на волновое сопротивление микрополоска?

Если я правильно понял вопрос, то суть его состоит в том: как влияет параметр D1 (см рис.) на импеданс линии? При каком значении D1 влияние будет минимальным.

Уменьшение зазора приводит к уменьшению импеданса. Чам меньше зазор, тем больше влияние.

При величине зазора (D1) более чем три ширины проводника (W1), дальнейшее увеличение практически не сказывается на импеданс. Точнее сказывается, но весьма слабо (меньше чем технологические погрешности изготовления), особенно если отношение толщины меди (Т1) к ширине проводника (W1) меньше 1/5.

[Oldring 0]

Если линия компланарная, то Ваше утверждение верно, однако оно не справедливо для микрополосковой линии.

 

Оно не справедливо только для дифференциальных линий, но речь, вроде бы, не о них. Или все же о них? Для любой линии должен быть провод туда и провод обратно.

[:-) 0]

Поясню, что я имел в виду наглядно. В приложении картинка, на которое всё обозначено. (Пояснения: материал платы - FR-4, толщина верхнего слоя 0,12мм; толщина медной фольги - 35мкм)

 

Вопрос вызван тем, что часто рядом с микрополосковой линией располагаю земляные полигоны.

 

ЗЫ Хотя, вот сейчас поигрался с TXLine и, кажется, разобрался. При увеличении зазора более 0,4мм толщина микрополска и толщина центрального проводника для линии линии начинают совпадать.

 

ЗЗЫ Спасибо за подсказку, bigor!

[VladimirB 1]

Посчитал в AppCADe, что при ширине проводника 0.3мм и толщине диэлектрика 0.12мм волновое сопротивление при зазоре от плейна земли 0.4 мм будет 44 Ом, а при зазоре от плейна земли 10 мм оно будет 51 Ом.

Т.е. отклонение волнового сопротивления составит порядка 14% при неучете боковых плейнов земли при зазоре 0.4 мм.

Изменено 7 июля, 2009 пользователем VladimirB

[bigor 0]

толщина медной фольги - 35мкм

Следует помнить, что результирующуя толщина меди на верхних (а иногда и на внутренних) слоях не равна толщине фольги.

Результирующая толщина меди состоит из толщины фольги и гальванической меди, осажденной поверх фольги в процессе металлизации отверстий.

В результате, при толщине фольги 35мкм результирующая толщина меди составит: 35+18...22=53...57мкм.

Если плата выполняется по высокому классу надежности, то толщина гальванической меди составит минимум 25мкм.

Это нужно учитывать при расчетах.

ЗЗЫ Спасибо за подсказку, bigor!

Пожалуйста.

[EUrry 3]

НО часто с двух сторон от микрополоска расположены плоскости земли. Вопрос: На какое расстояние должна быть удалена земля, чтобы она не оказывала влияние на волновое сопротивление микрополоска?

По-моему, 3-5 толщин подложки. В принципе, при увеличении ε, наверное, влияние уменьшается, т. к. поле более концетрируется под полосковым проводником. Не помню откуда информация, в попавшихся под руку книжках не встретилось.

[:-) 0]

Следует помнить, что результирующуя толщина меди на верхних (а иногда и на внутренних) слоях не равна толщине фольги.

Результирующая толщина меди состоит из толщины фольги и гальванической меди, осажденной поверх фольги в процессе металлизации отверстий.

В результате, при толщине фольги 35мкм результирующая толщина меди составит: 35+18...22=53...57мкм.

Если плата выполняется по высокому классу надежности, то толщина гальванической меди составит минимум 25мкм.

Это нужно учитывать при расчетах.

 

Пожалуйста.

 

Я исходил из того, что толщина фольги 18 мкм. А с учётом дополнительного осаждения меди суммарная толщина будет порядка 35 мкм.

[:-) 0]

Хотел бы продолжить тему согласования.

 

Вопрос теперь вот какой: Есть микрополосковая линия толщиной 0,2 мм (плата 4ёх слойная. Толщина верхнего слоя 0,12 мм. Частота сигнала 1,6ГГц). Есть угловой разъём SMA для пайки на плату. Как правильно подвести микрополосковую линию к этому разъему? Тут уже Uree приводил ссылку на книгу: High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic By Howard Johnson, Martin Graham. И там предлагается хитрая схема согласования с вырезами в слое земли и плавным утолщением микрополоска. Интересно было бы подробнее узнать как правильно согласовывать разъём и линию. Может, есть какие-нибудь статьи на эту тему? Или, может, стоит выбрать другой разъём?

[Halo_Gen 0]

Оно не справедливо только для дифференциальных линий, но речь, вроде бы, не о них. Или все же о них? Для любой линии должен быть провод туда и провод обратно.

Если речь идет именно о микрополосковой линии то основная энергия концентрируется в диэлектрике (рис. а)( т.е. можно считать что электромагнитная волна распространяется через него), если копланарная (рис. б)- то электромагнитная волна распространяется вдоль щелей между проводящими поверхностями. Отсюда если близко расположить земляные полигоны для микрополоской линии то они будут вносить влияния и, следовательно, рассогласование.

Изменено 8 июля, 2009 пользователем vIgort

[Uree 1]

Похож на Ваш разъем?

 

 

 

Волновое сопротивление зависит от погонной емкости и индуктивности трассы, ее геометрии на плате и диэл. проницаемости материалов. На ВЧ большие индуктивность и емкость сказывается негативно. Значит надо уменьшать оба параметра, сохраняя между ними отношение. Индуктивность уменьшаем увеличением ширины трассы(почему все пишут толщины?), емкость - увеличением расстояния до плэйна.

На многослойках для ее увеличения действительно приходится вырезать металлизацию во внутренних слоях. На картинке 50-ти омная трасса на топе, ширина 0.5мм, зазор до меди по бокам тоже 0.5мм, на 2-м и 3-ем слоях вырезы, на боттоме залита земля. И так для всех ВЧ сигнальных трасс. Итоговая форма вырезов такая (топ / 2-й слой / 3-й слой ):

 

 

 

 

 

 

 

На боттоме в этой области заливка сплошная, вырезов никаких нет.

[TamTam 0]

Вот давно этим вопросом интересуюсь, и столько уже плат видел, но везде у всех по разному вот тот же TX Line при расчете 50 Ом для двух стороннего FR-4 выдает 1.08 и зазор 0,3 тотже TX Line Следующей версии выдает другие данные а в Даташте к примеру на модуль GPS приемника LEA-5S (смотреть здесь) вообще другие данные, а устройство все с тем же модулем от стороннего производителя вообще с зазором 0,3 при толщине полоска где то 0,7 или 0,8 . Вот вопрос ТАК КАКИЕ ОНИ ЭТИ РАЗМЕРЫ правильные для микрополоска и копланарной линии ? Если для приемника не правильный расчет влечет только ухудшение качества приема то для передатчика, ЭМ наводки и СВЧ уходит на всю плату, дави их потом кондерами, фиритами.

[:-) 0]

Uree, спасибо за подробные и наглядные комментарии.

 

Хотел прояснить до конца вот какие моменты:

 

1) В вашем примере фактически трасса образована верхним и нижним слоем, а внутренние слои не влияют на её параметры. Правильно я понимаю?

 

2) Правильно я понимаю, что разъём SMA предназначен для некоторой стандартной ширины трассы и некоторой стандартной (стандартной для данного разъёма) толщины платы? Поэтому при выборе ширины трассы нужно руководствоваться этими стандартными параметрами?

 

3) А как тогда поступать, если для удобства работы выбрана толщина трассы меньше стандартной? Например, трасса подходит к микросхеме с шириной контактной площадки 0,3 мм, поэтому удобно взять трассу шириной порядка 0,2 мм (подобрав соответствующим образом толщину платы). Как грамотнее поступить: сделать плавный переход с широкой трассы на узкую около микросхемы? Или сделать плавный переход с узкой трассы на более широкую около разъёма SMA? Есть ли какая-нибудь литература, освещающая эти вопросы? Можно ли как-то смоделировать такие переходы?

[Uree 1]

1. Да, именно так.

2. Да нет в общем. Есть краевые планарные разъемы, вот у них ширина вывода оптимизирована для получения 50 Ом на 2-слойной плате, т.е. там лучше всего тянуть трассу именно такой ширины, как вывод. Этот разъем со сквозным выводом, поэтому делайте трассу такую, как Вам удобно. Критерии выбора ее геометрии я вкратце изложил.

3. В этих случаях мы делаем трассу широкой и сужаем непосредственно перед вводом в площадку микросхемы, все равно дальше она еще уже станет:) Но именно тянуть ее по плате стараемся широкой.

 

2 TamTam

Нет однозначно правильных размеров, Вы их сами должны выбирать, особенно в случае ВЧ-цепей, окруженных землей. Т.е. рассматривая одиночный проводник на определенной высоте над плэйном все калькуляторы должны выдавать одинаковый импеданс. Дальше начинается - толщина меди, толщина маски, зазор к земле на слое проводника - и получается фактически непрерывный ряд размеров ширина/зазор, дающих один и тот же импеданс.