La perte de votre via n'est pas dans le fût

Le cuivre qui ne transmet aucun signal

Un via est un petit bout de barillet plaqué. À 20 GHz, 1,6 mm ne vous coûte presque rien : si vous tapez les chiffres sur un barillet de 0,25 mm en FR4, la perte diélectrique s'élève à 0,119 dB et la perte de conducteur à 0,030 dB. Moins d'un sixième de décibel, pendant toute la transition.

Regardez ensuite ce que le même via fait réellement à un canal : 2,27 dB au sommet d'une bande de 0,1 à 20 GHz.

Les deux décibels manquants ne sont pas dans le canon. Ils se trouvent dans la partie du canon qui ne contient rien.

D'où vient le talon

Un trou traversant est percé dans toute la planche. Si votre signal entre par le haut et sort par une couche intérieure, le placage situé en dessous de cette couche est toujours là, toujours connecté et fait toujours partie électriquement de la structure. Il ne transmet aucun signal. C'est une ébauche.

Entrez par le haut d'une carte de 1,6 mm et sortez à 0,4 mm, et 1,2 mm de barillet est suspendu au chemin traversant sous la forme d'une ligne de transmission en circuit ouvert. Son admittance d'entrée est Jy0*tan (bêta*l), et une admittance de shunt Y sur une ligne d'impédance Z donne

S21 = 2/(2 + Y*Z)

Lorsque le tronçon atteint un quart de longueur d'onde, cette tangente passe à l'infini et S21 à zéro. Un cran. Dans l'exemple ci-dessus, il atterrit à 30,48 GHz, au-dessus de la bande, mais sa jupe ne l'est pas, et c'est dans cette jupe que viennent ces deux décibels.

La perte à l'intérieur du talon est ce qui permet de maintenir l'encoche finie plutôt qu'infinie. Sans elle, l'expression diverge, ce qu'aucune mesure ne fait.

Rétroforage, quantifié

Réglez la profondeur de sortie sur l'épaisseur totale de la planche, c'est-à-dire un via qui sort par le bas ou un trou qui a été percé à contre-courant, et le tronçon disparaîtra en même temps que la résonance. La pire perte d'insertion intrabande passe de 2,27 dB à 0,15 dB.

C'est tout le cas pour le rétroperçage en une seule comparaison. Vous n'êtes pas en train de supprimer les pertes liées au visa. Vous êtes en train de retirer un résonateur.

La question de savoir si cela en vaut la peine dépend de la position de résonance par rapport à votre groupe. Si vous poussez la transition plus profondément, le tronçon se raccourcit et la résonance augmente ; un tronçon de 0,4 mm situé sur la même carte résonne à une fréquence proche de 91 GHz et n'a aucun rapport avec ce que vous êtes susceptible de faire. Le déplacement de l'attribution des couches est gratuit. Le rétroperçage ne l'est pas.

La paire n'est pas composée de deux vias simples

Deux barils entraînés différemment constituent un problème, et il vaut mieux les décomposer correctement plutôt que de résoudre deux problèmes différents en espérant.

Chaque barillet possède une capacité coaxiale par rapport à son propre antipad. Les deux barillets ont une capacité mutuelle l'un par rapport à l'autre. Le mode pair place les deux au même potentiel, de sorte que la capacité mutuelle ne transporte aucune charge et chute complètement. L'impédance en mode pair n'est que la valeur coaxiale isolée. Le mode impair le charge, donc l'impédance en mode impair est toujours plus faible :

C_Self/EPS = 2*pp/ln (D/d) C_m/eps = pi/arccosh (p/d) Z_even = eta0/(sqrt (epsr) * C_self) z_ODD = eta0/(sqrt (epsr) * (C_self + 2*C_m))

Pour un canon de 0,25 mm, un antipad de 0,9 mm, un pas de 0,8 mm en FR4 : Z_even = 37,48 ohms, Z_odd = 22,05 ohms, donc Z_diff = 44,10 ohm et Z_common = 18,74 ohms.

Prenez note de la commande. Même au-dessus de l'impair, toujours, car le terme mutuel ne charge qu'un seul d'entre eux. Cela découle de la décomposition plutôt que d'être affirmé, ce qui est le but de la décomposer : un modèle qui calcule le mode impair à partir d'une formule à deux fils et le mode pair à partir d'une formule coaxiale résout deux géométries différentes et peut facilement produire un ordre inverse.

44 ohms dans un canal de 100 ohms

C'est le chiffre qui vaut la peine d'être retenu. Un canal différentiel de 100 ohms soigneusement contrôlé, maintenu à quelques pour cent sur toute sa longueur, traverse une discontinuité inférieure à la moitié de son impédance.

Aucun réglage de trace ne le corrige. Ce que vous pouvez changer, c'est l'antipad : l'ouvrir augmente l'impédance vers la valeur de trace, et c'est le bouton que les fabricants de boutons sont le plus disposés à déplacer. Le coût est celui du cuivre plat, ce qui constitue un problème de trajectoire de retour en soi. Il s'agit donc d'un échange plutôt que d'une victoire gratuite.

Ce qu'est ce modèle et ce qu'il n'est pas

Il s'agit d'un modèle de dépistage groupé. Les impédances sont les résultats coaxiaux et bifilaires standard pour une géométrie idéalisée ; la charge de tronçon résulte de S21 d'une admittance de shunt. Ce qu'il n'inclut pas : la capacité du tampon, la résonance de la cavité plane, la discontinuité de lancement où la trace se rencontre.

Une véritable transition via est tridimensionnelle et aucune d'entre elles n'est petite. Utilisez-le pour décider si une géométrie mérite une simulation en onde complète, puis exécutez-en une. L'outil FDTD S-Parameter de ce site résout la structure réelle.

Une limite mérite d'être nommée explicitement. Le terme de capacité mutuelle suppose que les deux barillets partagent une seule ouverture de dégagement, ce qu'est un différentiel par paire. En les espaçant plus que le diamètre de l'antipad, du cuivre plat les sépare et les sépare les uns des autres. Le modèle ne tient pas compte de ce filtrage, il surestime donc le couplage et sous-estime l'impédance différentielle, et le calculateur l'indique au lieu de prétendre le contraire.

Que vérifier, dans l'ordre

Regardez d'abord la résonance sournoise par rapport à votre groupe. S'il est bien supérieur, la transition peut se dérouler comme prévu et vous n'avez pas besoin de dépenser de l'argent pour le rétroéclairage.

S'il se trouve à l'intérieur ou à proximité, essayez de déplacer la transition vers une couche plus profonde avant de procéder à un perçage arrière. Talon plus court, résonance plus élevée, aucune étape de processus supplémentaire.

Examinez ensuite l'impédance différentielle par rapport à votre impédance de trace. L'inadéquation est ce que voit le canal, et non la valeur absolue.

Et si la réponse est proche d'une limite, simulez-la. Un modèle de sélection qui vous indique que quelque chose est marginal a fait son travail en vous disant de cesser de lui faire confiance.