Calculateur d'impédance stripline asymétrique

Un stripline symétrique se situe exactement à mi-chemin entre deux plans de référence. Les véritables empilements ne le font presque jamais, car le préimprégné et le noyau ont des épaisseurs fixes et la disposition des couches se divise rarement de manière uniforme. Ce que vous construisez réellement est un offset ou une stripline asymétrique : diélectrique $h_1$ par rapport au plan le plus proche, $h_2$ par rapport au plan le plus éloigné.

Le point de départ est la superposition de Cohn. La trace montre deux demi-structures, l'une délimitée par le plan proche, l'autre par le plan éloigné. Réfléchissez chaque moitié autour de son propre plan et vous obtenez une bande symétrique ordinaire d'espacement $2h$, dont la capacité est le double de celle de la moitié d'où elle provient. Les deux moitiés partagent un conducteur, de sorte que leurs capacités s'additionnent :

en utilisant la solution de mappage conforme exact pour chaque moitié plutôt que l'approximation logarithmique familière, qui comporte quelques pour cent de sa propre erreur et nécessite une deuxième branche pour les traces larges.

Pourquoi la superposition seule ne suffit pas

La superposition suppose discrètement la présence d'une paroi magnétique sur le plan de la trace, à l'extérieur de la trace, de sorte qu'aucun champ ne peut s'enrouler autour du bord de la trace d'une moitié à l'autre. En écrivant $C = w/H_1 + w/H_2 + F$, cela renvoie toujours la frange symétrique $F = 8 \ ln 2/ \ pi$, quel que soit le décalage de la trace, tandis que la vraie frange augmente fortement à mesure que la trace s'approche d'un plan. Cette seule omission représente la totalité de l'erreur, et elle atteint 14 % au décalage extrême.

Ce calculateur ajoute la frange manquante à l'aide d'une correction adaptée à un solveur de champs utilisant la méthode des moments. Deux propriétés sont préservées exactement : définissez $h_1 = h_2$ et le résultat réduit bit pour bit à la bande symétrique ; poussez l'un des espaces vers zéro et l'impédance passe correctement à zéro. Plusieurs approximations publiées échouent aux deux vérifications, renvoyant des valeurs supérieures à la case symétrique ou refusant de s'effondrer du tout.

Où va le courant de retour

La conséquence pratique de l'asymétrie n'est pas le décalage d'impédance, qui est facilement compensé en ajustant la largeur de trace. Il s'agit de la distribution du courant de retour. Le courant de retour se divise entre les deux plans à peu près en proportion inverse de la distance diélectrique. Ainsi, avec une asymétrie de 3:1, le plan proche en transporte environ les trois quarts. Tout cluster fendu, vide ou antipad dans ce plan proche force le retour au détour, et la zone de boucle qui en résulte apparaît sous forme de diaphonie et d'émission rayonnée.

Précision

Comme le bloc de construction à épaisseur nulle est la solution de cartographie conforme exacte, il tient, quelle que soit la largeur de la trace, aucune branche étroite/large et aucune discontinuité là où les deux se rencontreraient. Par rapport à un solveur de champs utilisant la méthode des moments, le résultat reste inférieur à 0,7 % sur l'ensemble de la plage pratique de largeurs de trace et de décalages. L'épaisseur du cuivre est gérée par l'incrément de frange de Cohn, qui est exact pour les traces larges et disparaît correctement à zéro épaisseur.