La pérdida de su vía no está en el barril

El cobre que no transmite ninguna señal

Una vía es una pieza corta de cañón chapado. A 20 GHz, 1,6 mm no cuesta casi nada: si los números se calculan con un cañón de 0,25 mm en el FR4, la pérdida dieléctrica es de 0,119 dB y la pérdida de conductor, de 0,030 dB. Menos de un sexto de decibelio durante toda la transición.

A continuación, observe lo que la misma vía le hace a un canal: 2,27 dB en la parte superior de una banda de 0,1 a 20 GHz.

Los dos decibelios que faltan no están en el cañón. Están en la parte del cañón que no contiene nada.

¿De dónde viene el talón

Se perfora una vía pasante en toda la placa. Si la señal entra por la parte superior y sale por una capa interior, el revestimiento que se encuentra debajo de esa capa sigue ahí, sigue conectado y sigue formando parte eléctricamente de la estructura. No transmite ninguna señal. Es un talón.

Entra por la parte superior de una placa de 1,6 mm y sale a 0,4 mm, y un cañón de 1,2 mm cuelga del conducto a modo de línea de transmisión de circuito abierto. Su admitancia de entrada es Jy0*tan (beta*l), y una admitancia en derivación Y a través de una línea de impedancia Z da

S21 = 2/ (2 + Y*Z)

Cuando el extremo alcanza un cuarto de longitud de onda, esa tangente va al infinito y S21 va a cero. Una muesca. En el ejemplo anterior, aterriza a 30,48 GHz, es decir, por encima de la banda, pero su falda no lo está, y la falda es de donde provienen esos dos decibelios.

La pérdida dentro del talón es lo que hace que la muesca sea finita en lugar de infinita. Sin ella, la expresión diverge, cosa que no ocurre con ninguna medición.

Extracción inversa, cuantificada

Establezca la profundidad de salida en función del grosor total de la placa (una vía que salga por la parte inferior o una que haya sido perforada hacia atrás) y la protuberancia desaparecerá junto con la resonancia. La peor pérdida de inserción dentro de la banda pasa de 2,27 dB a 0,15 dB.

Ese es el caso completo de la perforación inversa en una comparación. No estás eliminando la pérdida de la vía. Estás quitando un resonador.

Que valga la pena el costo depende de dónde se encuentre la resonancia en relación con su banda. Si profundizas en la transición, el botón se acorta y la resonancia aumenta; un cable de 0,4 mm en la misma placa resuena cerca de los 91 GHz y es irrelevante para cualquier cosa que vayas a hacer. Mover la asignación de capas es gratis. La perforación inversa no lo es.

El par no son dos vías únicas

Dos barriles accionados diferencialmente son un problema, y vale la pena descomponerlos adecuadamente en lugar de resolver dos problemas diferentes y esperar.

Cada cañón tiene una capacitancia coaxial con respecto a su propia antialmohadilla. Los dos barriles tienen una capacitancia mutua entre sí. El modo par pone a ambos en el mismo potencial, por lo que la capacitancia mutua no carga y se pierde por completo; la impedancia del modo par es solo el valor coaxial aislado. El modo impar lo carga, por lo que la impedancia del modo impar siempre es menor:

c_self/EPS = 2*pi/ln (d/D) c_m/EPS = pi/arccosh (p/d) z_par = eta0/ (sqrt (epsr) * C_self) z_impar = eta0/ (sqrt (epsr) * (C_self + 2*C_m))

Para un cañón de 0,25 mm, una antialmohadilla de 0,9 mm y un paso de 0,8 mm en el FR4: Z_even = 37,48 ohmios, Z_odd = 22,05 ohmios, por lo que Z_diff = 44,10 ohm y Z_common = 18,74 ohmios.

Tenga en cuenta el orden. Siempre por encima de los impares, porque el término mutuo solo carga uno de ellos. Esto se debe a la descomposición en lugar de afirmarse, que es lo que se necesita al descomponerla. Un modelo que calcula el modo impar a partir de una fórmula de dos hilos y el modo par a partir de una fórmula coaxial resuelve dos geometrías diferentes y puede producir fácilmente el orden al revés.

44 ohmios en un canal de 100 ohmios

Ese es el número con el que vale la pena sentarse. Un canal diferencial de 100 ohmios cuidadosamente controlado, mantenido a un pequeño porcentaje en toda su longitud, atraviesa una discontinuidad de menos de la mitad de su impedancia.

Ninguna cantidad de trazo de afinación lo arregla. Lo que sí se puede cambiar es la antipátina: al abrirla se eleva la impedancia hacia el valor traza, y es la perilla que los fabricantes están más dispuestos a mover. El costo es el cobre plano, lo cual es un problema de rentabilidad en sí mismo, por lo que se trata de una operación más que de una ganancia gratuita.

Qué es y qué no es este modelo

Es un modelo de cribado agrupado. Las impedancias son los resultados estándar coaxiales y de dos hilos para una geometría idealizada; la carga del tubo se deriva de la posición S21 de la entrada de una derivación. Lo que no incluye: la capacitancia de la almohadilla, la resonancia entre el plano y la cavidad, la discontinuidad de lanzamiento en el punto de encuentro entre la traza y la vía.

Una transición de vía real es tridimensional y ninguna de ellas es pequeña. Utilícela para decidir si una geometría merece una simulación de onda completa y, a continuación, ejecute una. La herramienta de parámetros S de FDTD de este sitio resuelve la estructura real.

Vale la pena nombrar un límite de forma explícita. El término de capacitancia mutua supone que los dos barriles comparten una única abertura de holgura, que es lo que significa un diferencial por par. Sepárelos más allá del diámetro de la antialmohadilla y el cobre plano se interpondrá entre ellos y los separará el uno del otro. El modelo no tiene en cuenta esa barrera, por lo que exagera el acoplamiento y subestima la impedancia diferencial, y la calculadora lo dice en lugar de fingir lo contrario.

Qué comprobar, en orden

Fíjate primero en cómo resuena tu banda. Si está muy por encima, la transición puede ir bien, ya que el empate es dinero que no necesitas gastar.

Si está dentro o cerca, intenta mover la transición a una capa más profunda antes de recurrir a una perforación posterior. Tubo más corto, mayor resonancia, sin pasos de proceso adicionales.

Luego, compare la impedancia diferencial con la impedancia traza. El desajuste es lo que ve el canal, no el valor absoluto.

Y si la respuesta está cerca de un límite, simule la respuesta. Un modelo de evaluación que te dice que algo es marginal ha hecho su trabajo diciéndote que dejes de confiar en ello.