FDTD-Übertragungsleitungssimulator
Löse Mikrostreifenstummel, gekoppelte Leitungsfilter, Viaübergänge und Stufendiskontinuitäten über eine Reihe von benannten Lösungsmodi — von einem 2D-Querschnitt in Sekunden bis hin zu einer feinen 3D-OpenEMS-Feldlösung. S-Parameter, Smith-Diagramm und Impedanzanalyse.
So funktioniert's
FDTD (Finite-Difference Time-Domain) löst Maxwells Curl-Gleichungen direkt auf einem 3D-Yee-Netz, indem elektrische und magnetische Feldkomponenten zeitversetzt werden. Eine Gaußsche Impulsanregung deckt das gesamte Frequenzband in einem einzigen Simulationslauf ab, und S-Parameter werden über Fourier-Transformationen aus Portspannungen und -strömen extrahiert.
Das Lösen ist eine Auswahl unter vier benannten Modi, kein Mesh-Density-Regler. Sofortig ist eine 2D-Querschnittsfeldlösung, die mit veröffentlichten Diskontinuitätsmodellen kaskadiert wird — technische Genauigkeit in Sekunden und ausdrücklich keine Vollwellensimulation. Express, Normal und Fein sind alle echten 3D-FDTD-Durchläufe EMS öffnen mit CSXCAD-Geometrie, die sich darin unterscheidet, wie fein die Spur und das Substrat aufgelöst sind und wie lange die Zeitaufzeichnung läuft. Instant und Express sind auf jeder Stufe verfügbar; Normal und Fine sind Pro, und Fine gibt es mit einem monatlichen Kontingent.
Ein Modus, den dein Tier nicht ausführen kann, ist abgelehnt, nicht leise herabgestuft — eine feine Lösung wird nie mit einem gröberen Netz zurückgegeben. Jedes Ergebnis gibt den angeforderten Modus und die Methode an, die ihn tatsächlich erzeugt hat. Wenn ein Full-Wave-Solve nicht ausgeführt werden konnte, wird das Ergebnis als degradiert markiert und es gibt den Grund an, anstatt als Full-Wave-Solve dargestellt zu werden.
Vier Strukturtypen werden unterstützt:
- Microstrip Open Stub — Ein paralleler Leerlaufstutzen erzeugt eine frequenzselektive Reflexionskerbe an der Viertelwellenresonanz des Stummels.
- Filterbereich mit gekoppelter Leitung — Kantengekoppelte Mikrostreifenleitungen mit geraden/ungeraden Modenimpedanzen bilden einen Bandpassabschnitt.
- Übergang von Through-Via — Eine zylindrische Durchkontaktierung, modelliert als Serieninduktivität plus Shunt-Pad-Kapazität; entscheidend für die Signalintegrität oberhalb einiger GHz.
- Schritt Diskontinuität — Eine Änderung der Leiterbahnbreite erzeugt eine Streifenkapazität und eine teilweise Reflexion; quantifiziert durch die Fehlanpassung S11.
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Häufig gestellte Fragen
Wie lange dauert eine Simulation?+
Das hängt vom Lösungsmodus und von der Hardware ab, auf der Ihr Tier läuft. Daher gibt jede Moduskarte die für Ihr Konto gemessene Laufzeit an und nicht eine allgemeine Zahl. Sofort sind Sekunden; die 3D-Modi laufen von ein paar Minuten bis zu mehreren. Für einen Modus, der nicht auf der Hardware gemessen wurde, auf der er laufen würde, wird keine Laufzeit angekündigt.
Welchen Lösungsmodus sollte ich wählen?+
Beginnen Sie mit Instant, während Sie noch Dimensionen verschieben — es handelt sich um eine 2D-Querschnittslösung mit veröffentlichten Diskontinuitätsmodellen, die schnell genug ist, um mit ihnen zu iterieren, und sie meldet sich selbst als quasi-statisch und nicht als Vollwelle. Wechseln Sie zu Express, sobald die Geometrie ungefähr richtig ist und Sie eine echte 3D-Feldlösung wünschen, und dann zu Normal oder Fein, wenn Sie die Spur und das Substrat feiner auflösen möchten.
Was passiert, wenn ich einen Modus auswähle, der in meiner Stufe nicht enthalten ist?+
Der Job wird mit der Begründung abgelehnt, nicht stillschweigend herabgestuft. In einer früheren Version wurde eine Anforderung außerhalb der Ebene in ein gröberes Netz geklemmt und unter der Bezeichnung des angeforderten Modus zurückgegeben, sodass Sie nicht erkennen konnten, was Sie tatsächlich erhalten hatten.
Warum bietet ein Via-Übergang weniger Modi?+
Die Vollwellenmoden benötigen ein dreidimensionales Modell der Struktur, und für den Durchgangsübergang gibt es keins — er wird stattdessen aus einem Modell berechnet, das aus Serieninduktivität und Shuntkapazität zusammengefasst ist. Anstatt die Aufgabe anzunehmen und eine quasistatische Antwort unter einem Vollwellenlabel zurückzugeben, markiert das Tool die Modi, die für diese Struktur nicht verfügbar sind, und gibt an, warum.
Welches Substrat sollte ich wählen?+
FR-4 ist das kostengünstige Standard-PCB-Substrat (εr ≈ 4,4, tan δ≈ 0,02). Rogers 4350B und Rogers 3003 sind Hochfrequenzlaminate mit engeren Toleranzen und geringerem Verlust — bevorzugt für Designs über 5 GHz.
Warum erscheint die Stub-Notch nicht mit der erwarteten Frequenz?+
Die Kerbfrequenz hängt von der effektiven Dielektrizitätskonstante ab, nicht nur von der physikalischen Länge. Das HAmmerstad-Jensen-Modell berücksichtigt automatisch das Randfeld des Mikrostreifens. Aufgrund des T-Übergangseffekts müssen Sie jedoch möglicherweise die Stummellänge leicht reduzieren, um ein genaues Ziel zu treffen.