关于使用Polar软件进行扫频计算.docx

关于使用Polar软件进行扫频计算.docx

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关于使用Polar软件进行扫频计算

关于使用Polar软件进行扫频计算　　

    网友提问：

Polar软件怎么进行扫频计算阻抗。

本来不想在这里写软件的使用，但好几个人问到这个问题，就写一个简单的步骤吧。

    打开软件，界面看到了吧，找到微带线，下图。

下面有两个标签页：

losslesscalculation和frequencydependentcalculation。

打开losslesscalculation，点一下就是了。

进到这个界面设置一下参数。

这个不用说了吧，SI中最基本的东西，阻抗和什么有关，图形右侧这些参数写的很清楚。

用鼠标砸一下More按钮上面的那个Calculation，别把屏幕弄坏了，呵呵。

阻抗值出来了，50.94欧姆。

打开这个标签：

frequencydependentcalculation，在界面的底下呢。

右上角参数表变了，见下图，看到里面的东西了吧，从上到下依次是：

走线长度，电导率，损耗角正切值，信号上升时间，最大最小频率，频率步长，计算S参数的频率步长。

想计算那个频段的就设置一下。

设置好了就calculation，这个界面就一个calculation按钮。

显示曲线那个图框上面有一排按钮，选Graph，其他的都是数据表。

图形右侧有个Graphsettings，下拉列表是这样的。

选Impedencemagnitude看看出的是什么图形。

 基板材料、损耗及Si9000e应用

当权衡成本与信号完整性能力时,如何运用Si9000e进行最佳的材料选择?

选择最适当的高速数位应用PCB材料

您还记得选择PCB材料很简单的那个时候吗?

研磨机应用,就选择”香草”味道的FR4,如果是高速应用,或许就选择陶瓷型芯或PTFE型基材;当这2项选择仍存在於市场极端时,过去这几年,已目睹了一股”中间市场”的新潮流-芯及胶片材料-吸引人地提供增加的高速性能及比特殊材料更出色的处理方法。

上述所有材料在市场上都各得其所,然而,不仅是EE将新设计的”平台规格”组合在一起,PCB制造厂也须负责具体实现,两者都得面对令人困惑的一系列材料-混和着各种选择,从简单处理到可靠度的要求,以及之後的信号完整性能力。

本文从信号完整性的角度,说明当权衡成本与信号完整性能力时,如何运用Si9000e进行最佳的材料选择?

从超高速数位观点来看-什麽特性最影响信号完整性?

PCB上的高速串列通讯,愈来愈多操作於”信号损耗”影响”信号完整性”最剧的速度上,而假如电路是要在最大的数据速率上执行的话,晶片组有一个可容许的”损耗预算”不能超过。

以下是造成损耗的3个主要因素:

1.线路长度（只於设计阶段适用）。

2.介电损耗（缘於相关的材料选择）。

3a.铜损-（横截面积-叠层设计）。

3b.由表面粗糙度造成的铜损（缘於材料选择及/或叠层）。

您可藉着Si9000e有损耗线场解算器快速”感觉”上述哪一项最影响您的某个设计。

建立线路长度模型

先考虑线路长度因素-只须在基板材料供应商资料表中,输入您选择的传输线结构及材料特性;输入有兴趣的频宽,并试验您的传输线可有多长才会超过”损耗预算”;在以下范例中,我们看到一条14寸的线路长度符合-13dB的损耗预算,而17寸线路长度则超过它;点击以下图形检视Si9000e的线路长度试验结果:

14寸线路长度符合损耗预算（试验结果如下图）

17寸线路长度超过损耗预算（试验结果如下图）

图1

建立介电损耗模型

其次是查看”介电损耗”,您可根据材料输入一个单一的损耗正切（losstangent）,并於您感兴趣的频率范围运行Si9000多次,以查看此损耗正切对您”损耗预算”的影响。

您也可输入一个范围频率的Er及TanDelta表,假如有的话（进阶用户请注意,从2009版本以後,Si9000e会插补数据,以确保任何选取的频率特性为原因。

）

以下范例（图2）比较标准FR-4上的1寸线路,其典型的TanDelta值0.022与一个较高性能材料的TanDelta值0.009相比较;以下是TanDelta表及各个材料的Si9000结果显示图形:

TanDelta0.022

TanDelta0.009

图2

而在查看铜损（导体损耗）时,由於横截面积的缘故,须要使用2种方法;首先,您可选取导体损耗并忽略粗糙度效应;微波设计师惯於以宽线路及大的介电间隔达到需要的阻抗,藉此将这些损耗减到最小。

然而,在数位设计时,装置的实体体积通常会限制了您的线宽自由。

建立表面粗糙度模型

最後,您可加入表面粗糙度模型-计算由於RMS粗糙度造成的损耗（此例中指实体体积,而非电压!

）,也就是在铜表面上,由RMS峰值到低点高度的变化。

可以是,藉着使用一个较平滑的铜,以较低性能的介电材料节省成本;然而,您郤须要针对每种情况建模,以找出上述中何者是您设计中最主要的影响因素。

以下显示,对於40寸的总线路长,一个典型范围的RMS粗糙度数值[带线0.6µm（0.02mils）,表面微带1.6µm（0.06mils）]如何表现出其在符合或超过损耗预算两者间的差异。

图3

设计者或制造厂采用的商业方式

从设计专家的观点,似乎最好是尽可能地”锁定”到一个极为严格的材料规格上,甚至是指定要使用的材料厂牌及类型。

这个方法确实有其适用之处,不过,思考让制造厂有更多的自由空间选择材料及按照”IPCslashsheet”采用较为一般的方式指定材料选择也很重要。

从制造厂的观点来看,一个严格指定的材料要求,能更简单地解读规格,不过,郤没有空间权衡找出最佳的成本/材料。

而容许一般性的材料规格选择的另一个好处是,能够在材料短缺或延长交期时,有同等材料的替代能力。

上述选择可视公司政策或终端产品的管理环境而定,然而,在基板材料供应商、PCB现场应用工程师及原始设计者三方之间保持一个畅通的沟通管道,一直是个值得的作法！

若是您没有使用建模工具探索您的设计空间的话,又怎麽样?

有可能您会付出比您需要付出的更多成本来制造产品,或者,更糟的话,发现您的设计很难符合它的高速性能规格。

使用Si9000e可协助您:

保持制造厂与供应商之间的讨论,实现最具成本效益的材料选择及最适於您应用的叠层设计,并在发生材料价格上涨或供应短缺时,尽快作出替换材料的决策。