[Turgenev 1]

25.05.2021 в 16:20, Freesom сказал:

3D gate_mod.zip 95 kB · 3 скачивания

Рад, что поделились проектом, столько пользы... 2 дня (с перерывами, конечно) мучался чтобы завести волноводные порты при анизотропной структуре подложки, как сделано у вас. Перелопатив все ваши настройки, увидел наконец что подложка с торцов имеет не анизотропную структуру. Использование reference plane у второго порта вообще круто, я понял как правильно использовать эту настройку. Короче, мотивации изучать CST сильно прибавилось))

Почему при моделировании СВЧ мы преимущественно используем волноводные порты? Руководства в интернете пишут, что волноводный порт имеет меньшие отражения при правильно подобранных геометрических размерах порта. Из этого можно сделать вывод, что расчеты с использование волноводного порта более точны. В этом причина?

Использование же дискретных портов (при анизотропной подложке и открытых границах) дало мне еще больший уход по частоте, относительно ваших расчетов:

Скрытый текст

Для повышения точности, помимо волноводных портов, мы учитываем анизотропную структуру подложки. Чтобы использовать и то и то одновременно, вы используете тот хитрый прием с добавлением подложки из не изотропного материала. Но ведь у этого приема тоже есть ограничения. Как я понимаю, протяженность этих отрезков должна быть достаточно малой, чтобы не оказывать влияние на основную структуру. Хочу взять этот прием на вооружение. Есть ли какое-то правило, регламентирующее выбор оптимальной длины таких отрезков? Например, L/10 или это не столь важно и надо смотреть вообще на что-то другое?

Так же, вы сдвинули второй порт вернув его опорной плоскостью  на "родное" место. Вряд ли вы таким образом моделили неоднородности оснастки. Это сделано, чтобы избежать паразитную передачу энергии портом сразу на широкий участок цепи (этот который ближе всего к пину транзистора)?

 

[Freesom 18]

42 minutes ago, Turgenev said:

Почему при моделировании СВЧ мы преимущественно используем волноводные порты? Руководства в интернете пишут, что волноводный порт имеет меньшие отражения при правильно подобранных геометрических размерах порта. Из этого можно сделать вывод, что расчеты с использование волноводного порта более точны. В этом причина?

Дискретный порт - это просто разность потенциалов, причем однородная по ширине порта, в сторону дорожки он сформирует волну в соответствии с модой этой структуры (если равномерное распределение по ширине порта не соответствует спадающему в линии, то это уже отражение на ровном месте). Так ещё на открытой структуре он излучает в обратную сторону, поскольку это и должна делать разность потенциалов, торчащая в открытое пространство. Там не только с согласованием могут быть нестыковки, но ещё и с эффективностью. Можно запросто потерять более 5% энергии на излучение. Но в некоторых волноводных структурах этот порт жутко полезен, т.к. излучает во все стороны сразу, чего нельзя получить от волноводного порта.

 

52 minutes ago, Turgenev said:

Есть ли какое-то правило, регламентирующее выбор оптимальной длины таких отрезков? Например, L/10 или это не столь важно и надо смотреть вообще на что-то другое?

Я не заморачивался, просто взял эквивалентное значение диэл. проницаемости от производителя. Его получили так, что по длине волны в подложке оно должно совпадать с реальностью (т.е. с анизотропной подложкой), значит сильного скачка импеданса не сделает. Но в зависимости от частоты и толщины материала это значение будет плавать. Его можно легко вычислить тем же CST-шным оптимизатором, минимизируя отражение от этого стыка, можно поискать в литературе, вдруг это уже кто-то сделал; в конце концов можно этот вводный отрезок дээмбеднуть в том же схематике CST, чтоб он больше вообще никак не влиял на результат. В реальности там нужен минимум по ширине самого порта, просто чтобы обойти встроенные ограничения

 

1 hour ago, Turgenev said:

Это сделано, чтобы избежать паразитную передачу энергии портом сразу на широкий участок цепи (этот который ближе всего к пину транзистора)?

это чтобы присутствие порта не мешало формированию полей структуры. В измерительной конструкции в том месте ведь нет порта, там просто идёт однородная линия

[Turgenev 1]

26.05.2021 в 16:04, Freesom сказал:

Это неправильная схема. Те три файла - распиленная на три части оправка:  s-параметры половинок Through и сам DUT. Так вот половинки Through можно вычитать из померянного файла TRL DUT 0-4GHz.s2p, а не из голого DUT, как на показанной схеме. Или посчитать DUT плюс оправка с разъемами и вычесть половинки right и left из него.

Что-то все равно не очень получилось. Есть сходства, но треш. Похоже 2x thru de-embedding не для таких наборных калибровочных мер. Надо делать Through и DUT в этом Through на одной плате.

Скрытый текст

 

Изменено 28 мая, 2021 пользователем Turgenev

[Turgenev 1]

25.05.2021 в 15:05, Freesom сказал:

Внёс на мой взгляд минимально необходимые изменения в параметры расчёта (частотник, сетка для pcb, отодвинул порт подальше от структуры, внёс анизотропию подложки, медь, открытые граничные условия), не трогая геометрию.

Помоделил в отдельности, чтобы выяснить что именно влияет на уход частоты. Влияет все))

Но есть и вопрос к вашему выбору сетки. Я промоделил свою модель со своей частой сеткой в структуре и редкой на фоне и с вашими настройками сетки (все на скринах). Разница в 60 МГц. По идее, чем чаще сетка, тем точнее расчет. Но это идет в разрез с вашей моделью.

Скрытый текст

Так же подвигал опорную плоскость порта у затвора на 5 и на 10 мм. Разница составила 10 МГц. Тоже не пойму где правда.

Скрытый текст

 

 

Изменено 28 мая, 2021 пользователем Turgenev

[Freesom 18]

5 hours ago, Turgenev said:

По идее, чем чаще сетка, тем точнее расчет.

Это справедливо для FDTD, так что временным солвером можно смело ставить на печатных структурах такую сетку, расчет которой хватит выждать. Частотник с тэтраэдрами адаптирует сетку по сходимости s-параметров, загущая лишь там, где напряженность поля больше и градиент сильный . В этом конкретном случае сделать полноценную адаптацию шансов у него нет из-за большого отражения на 50 ом. Поэтому сетку надо делать сразу достаточно мелкой там, где это необходимо. Можете взять отрезок микрополосковой линии, дать солверу достаточно много шагов адаптации, посмотреть как и где он загущает сетку и повторить исходную сетку на своей структуре ещё до адаптации. Так же можно вместо второго порта поставить сосредоточенный элемент с импедансом, равным требуемому и посмотреть, как будет адаптирована сетка в условиях хорошего согласования. В то же время сетка λ/200 при длине волны 100 мм это ячейка 0,5мм, что для микрополоска всё равно будет очень грубо. Даже с учётом загущения на диэлектрических материалах. Если есть сомнения, можно перейти на третий порядок солвера, у него требования к сетке намного слабее, но зато требования к количеству оперативки и время расчета могут обрадовать.

5 hours ago, Turgenev said:

Так же подвигал опорную плоскость порта у затвора на 5 и на 10 мм. Разница составила 10 МГц. Тоже не пойму где правда.

Иногда по распределению поля легче понять. Волноводный порт имеет проводящую кромку, что для полей структуры может быть "магнитом". А порой полезно сделать sweep по интересующему параметру, это помогает понять тенденцию - сходится к чему-то конкретному или нет. На истину конечно же не претендую)))

[Turgenev 1]

15 часов назад, Freesom сказал:

Если есть сомнения, можно перейти на третий порядок солвера, у него требования к сетке намного слабее, но зато требования к количеству оперативки и время расчета могут обрадовать.

Стало интересно, попробовал. Считает чуть-чуть дольше. Но результат при прочих равных отличается от 2го порядка на 19 МГц:

Скрытый текст

 

15 часов назад, Freesom сказал:

А порой полезно сделать sweep по интересующему параметру, это помогает понять тенденцию

Да, интересная идея, тоже попробовал. Разброс где-то в 100 МГц при разном удалении порта от его опорной плоскости.

Скрытый текст

 

[Turgenev 1]

Что могло послужить тому, что реальная цепь согласования получилась полосой Уже, чем в модели?

Скрытый текст

 

[Freesom 18]

4 hours ago, Turgenev said:

Разброс где-то в 100 МГц при разном удалении порта от его опорной плоскости.

причина как раз в той ступеньке с анизотропной на изотропную подложку. Нужно тщательно подобрать эквивалентное значение ε для изотропной части, очевидно там не 3,55. А если использовать только изотропный материал в модели, то вот эта центральная частота практически не летает в зависимоти от удаления порта. Сдвиг референсной плоскости осуществляется домножением на комплексную амплитуду, которая зависит постоянной распространения для моды порта. Т.е. чем точнее будет мода порта соответствовать реальной картине распространения волны в структуре, тем точнее и дальше можно вынести порт. Так что порт можно смело делать раза в полтора покрупнее, чем он сейчас, это положительно скажется на точности.

[Turgenev 1]

29.05.2021 в 23:03, Freesom сказал:

Нужно тщательно подобрать эквивалентное значение ε для изотропной части, очевидно там не 3,55

И действительно! После тьмы свипов, что-то да получилось! Осторожно, далее одни графики))

Проблема: результаты не одинаковые при удалении порта от структуры (но опорная плоскость порта всегда на одном и том же месте):

Скрытый текст

Свип по диэлектрической проницаемости прослоек диэлектрика у портов и удалению порта дал схожие параметры при E=3.45:

Скрытый текст

На то, что измерил в реальности все равно похоже смутно:

Скрытый текст

Не сходятся ни частота ни добротность. И не понятно что виновато: приспособление для калибровки или сама цепь такая.

[Freesom 18]

On 6/1/2021 at 5:00 PM, Turgenev said:

Не сходятся ни частота ни добротность. И не понятно что виновато: приспособление для калибровки или сама цепь такая.

Иногда для понимания полезно посмотреть не только на дБ, а также на реальную/мнимую части импеданса, диаграмму смитта.

[Turgenev 1]

Если у снятых S-параметров согласующей цепи первый порт это затвор, а второй порт это 50-омный проводник, то при моделировании в CST порт с импедансом затвора надо подключать не к первому порту, а ко второму. Почему так?

Изменено 12 июля, 2021 пользователем Turgenev

[Freesom 18]

3 hours ago, Turgenev said:

Если у снятых S-параметров согласующей цепи первый порт это затвор, а второй порт это 50-омный проводник, то при моделировании в CST порт с импедансом затвора надо подключать не к первому порту, а ко второму. Почему так?

Так не бывает. Но иногда чётное количество ошибок приводит к правильному результату. Надо искать где изначально произошла путаница, чтобы не исправлять её, меняя порты местами где-то дальше.

[Turgenev 1]

12.07.2021 в 12:40, Freesom сказал:

Надо искать где изначально произошла путаница

В ZVA24 есть функция virtual transform. Можно задать порту любой импеданс, чтобы пересчет произошел онлайн в самом ВАЦ. Ошибка и там повторилась: если изменить импеданс у порта, который подключен к плате со стороны затвора, то характеристика получается не понятной, если наоборот, то получаются графики которые я скидывал раньше ( в смысле более менее похожи на модель). Ищу дальше...

[Freesom 18]

On 6/1/2021 at 5:00 PM, Turgenev said:

Не сходятся ни частота ни добротность. И не понятно что виновато: приспособление для калибровки или сама цепь такая.

На "добротность" печатных цепей бывает что влияет размер земли по бокам. Если например плата маленькая и моделировалась в свободном пространстве, а измерялась припаянной на большую проводящую плоскость, то всплывает такой эффект сужения полосы.  С печатными антеннами это сплошь и рядом.

[Turgenev 1]

15.07.2021 в 08:26, Turgenev сказал:

В ZVA24 есть функция virtual transform. Можно задать порту любой импеданс, чтобы пересчет произошел онлайн в самом ВАЦ. Ошибка и там повторилась: если изменить импеданс у порта, который подключен к плате со стороны затвора, то характеристика получается не понятной, если наоборот, то получаются графики которые я скидывал раньше ( в смысле более менее похожи на модель). Ищу дальше...

Инженеры родешварц тоже разводят руками по этому. Похоже просто совпало что при обратном включении портов у меня похожая на модель характеристика появляется. Предварительный вывод: этот способ калибровки у меня не получился вообще.

Есть возможность и планирую сделать 2xThru деэмбидинг. На фото под катом планируемая плата, только в части разъемов будет чуть другой- под 82_SMA-S50-0-45/111_NE. Результаты будут ближе к октябрю.

Скрытый текст