차동 쌍이 실제로 놓이는 자리
중앙, 오프셋, 솔더마스크 아래 — 에지 결합 쌍이 놓이는 세 가지 위치. 왜 그중 하나만 정확해가 존재하는지, 그리고 왜 표면 쌍만이 스트립라인에는 없는 모드 간 스큐를 누적하는지.
목차
디퍼런셜 페어가 앉을 수 있는 곳은 세 군데, 교과서가 있는 곳은 한 곳뿐입니다
모서리 결합 차동 쌍은 모든 레퍼런스에서 한 방향으로 그려집니다. 즉, 두 접지면 사이의 정확히 중간 지점에 두 개의 트레이스가 나란히 그려집니다.이 기하학에는 정확한 해답이 있습니다. 아마 모든 사람들이 이 지오메트리를 그리는 이유일 것입니다.
네 커플은 아마 거기 없을 거야.
한 면에는 얇은 프리프레그가 있고 다른 한 면에는 두꺼운 코어가 있는 내부 레이어에 있습니다.또는 솔더마스크 아래 표면에 있을 수도 있습니다.이런 문제들은 해답이 서로 다르며, 그 차이는 제작자가 작업하는 허용 오차보다 큽니다.
중앙에 있는 케이스는 정말 정확합니다.
이 제품은 명성이 자자합니다.두 접지면 사이의 중심에 있는 두께가 0인 동일 평면 스트립 두 개를 평행판 커패시터에 등각하게 매핑할 수 있으며, 짝수 모드 커패시턴스와 홀수 모드 커패시턴스는 완전한 타원 적분으로 표시됩니다.
k_e = 탄 (파이W/2b) 탄 (파이* (W+S) /2b) k_o = 탄 (파이W/2B)/탄 (파이 (W+S) /2b)
C/ (eps0*epsr) = 한 줄당 4*K (k) /K (k') 를 사용합니다.Cohn이 1955년에 출판한 이 책은 개선된 것이 없습니다. 개선해야 할 부분이 없기 때문입니다. 적합성이 아니기 때문입니다.
생각보다 그게 더 중요하죠.매일 사용하는 거의 모든 임피던스 공식은 오차 대역이 있는 데이터를 풀기에 적합한 곡선입니다.여기에는 오차 대역이 없습니다.어쨌든 2차원 모멘트법 솔버와 비교한 결과 0.008% 의 합의를 얻었는데, 이는 공식의 오차가 아니라 솔버 고유의 이산화 오차입니다.
0.2mm 간격의 0.15mm 쌍을 0.6mm 평면 간격의 중심에 놓고 1온스 구리, 4.2의 FR4를 예로 들어 보겠습니다.
- 홀수 모드 49.18옴, 짝수 모드 62.31옴
- Z_diff = 98.36옴, Z_커먼 = 31.15옴
- 파트너와의 동일한 트레이스 삭제: 56.07 옴
마지막 숫자는 유지해야 할 숫자입니다.두 배는 112.15ohm입니다. 두 트레이스가 서로를 완전히 무시한다면 Z_diff는 얼마나 될까요?정답은 그 이하인 13.8ohm이고, 그 간격은 커플링입니다.차동 임피던스가 “단일 종단 값의 두 배에 불과하다”고 말하는 사람은 비결합 한계를 인용하는 것입니다.
여기서 결합 계수는 0.118입니다.이는 두 트레이스가 실제로 얼마나 많이 작용하는지를 정확히 나타내는 척도이며, 스택업 후보를 비교할 때는 주목할 가치가 있습니다. 약하게 결합된 쌍은 제작자가 실제로 도달하는 간격에 따라 임피던스가 덜 달라지기 때문에 식각 변동에 더 잘 견딥니다.
오프 센터 (Off-Centre) 가 일반적인 경우입니다.
코어 및 프리프레그는 공급업체 재고 두께로 제공됩니다.레이어 배열이 균등하게 분할되지 않는 한 쌍은 한 평면에 더 가깝게 떨어집니다.
단일 오프셋 스트립라인과 같은 생각이지만 결과는 같습니다. 평면에 가까울수록 커패시턴스가 많을수록 임피던스가 낮아집니다.0.2mm 간격의 0.13mm 쌍이 한 평면 위로 0.2mm, 다른 평면 아래에 0.5mm 떨어져 있으면 59.44옴의 싱글 트레이스 레퍼런스에 대해 z_diff = 103.02 옴이 됩니다.오프셋 비율은 0.43으로 중심에서 크게 벗어납니다.
같은 쌍을 가운데로 옮기면 임피던스가 올라갑니다.한 쌍의 경우 일반적으로 평면 간격의 1/4에 해당하는 경우 10~ 20% 정도인데, 이는 제어식 임피던스 숍에서 사용할 수 있는 비율의 몇 배에 해당합니다.오프셋 쌍을 중앙에 있는 것으로 처리하는 것은 보드가 규격을 벗어나는 일반적인 방법입니다.
여기서는 정확한 해결책이 없기 때문에 모델이 정확한 중심 결과에 솔버에 맞는 수정 결과를 곱한 형태로 구성됩니다.유용한 특성은 두 간격이 같을 때 보정값이 동일하게 사라지도록 구성된다는 것입니다. 즉, 두 간격을 같게 설정하면 오프셋 계산기가 중앙집중식 계산기의 해답을 단지 가까운 숫자가 아니라 마지막 숫자에 대해 반환합니다.모델 자체의 퇴화 사례를 놓친 모형은 정확하지 않고 잘못된 것입니다.
표면 케이스에는 문제가 있지만 다른 케이스에는 없습니다.
쌍을 솔더마스크 아래의 외부 레이어에 놓으면 스트립라인에는 없는 무언가가 나타납니다. 두 모드가 서로 다른 속도로 이동합니다.
스트립라인은 하나의 유전체에 있습니다.두 모드 모두 유전율이 동일하며, 둘 다 동일한 속도로 전파되며, 차동을 시작하는 한 쌍은 차동 상태를 유지합니다.표면 쌍은 그 위에 공기가 있고 홀수 모드는 트레이스 사이의 틈을 통해 자기장을 이동시키고 짝수 모드는 옆으로 퍼집니다.표본 추출물은 서로 다른 양의 공기를 샘플링하기 때문에 유효 유전율도 서로 다릅니다.
0.2mm 간격으로 FR4의 0.2mm 이상, 솔더마스크 25um 미만의 0.2mm 간격으로 0.2mm 쌍:
- eps_eff, 홀수 = 3.122, eps_eff, 짝수 = 3.472
- 지연 시간 5.894와 6.215ps/mm — 0.321ps/mm 간격
100mm 이상의 루트는 차동 모드에서 일반 모드로 32ps의 변환 속도를 제공하며 순전히 지오메트리에 의해 축적됩니다.보드에는 문제가 없습니다.
덧붙여 말하자면 마스크는 악당이 아닙니다.마스크를 벗기면 홀수 모드가 가장 많이 사용하는 틈을 메우고 짝수 모드 쪽으로 유전율을 높이기 때문에 (0.458 ps/mm) 기울기가 더 심해집니다.솔더마스크가 여러분에게 작은 도움을 주고 있는데, 이는 대부분의 사람들이 갖고 있는 직관과는 다릅니다.
임피던스가 소모됩니다. Z_diff는 마스크를 25um 사용 시 베어 113.38옴에서 107.52옴으로 떨어집니다.6옴, 사람 머리카락보다 얇은 물체에서 나온 거예요. 자기장이 있는 바로 그 자리에 있기 때문이죠.
이 모델들이 주장하는 내용
오차 막대가 없는 숫자는 지지할 수 없는 결정을 유도하기 때문에 분명히 말씀드릴 가치가 있습니다.
| 기하학 | 모델 | 정확도 |
|---|---|---|
| 센터 스트립라인 페어 | 콘 컨포멀 매핑 | 정확함, 솔버 대비 0.008% |
| 오프셋 스트립라인 쌍 | 정확한 센터링 결과+피팅된 보정 | 최악의 경우 1.9%, w/b 0.05-0.8, s/b 0.05-1.0, 평면 간격의 0.125-0.5에 가까운 간격 초과 |
| 커버드 서피스 페어 | 피팅된 지오메트리 + 모드별 필링 팩터 | 최악의 경우 2%, 트레이스 폭은 0.2-4배 이상, 간격은 서브스트레이트 높이의 0.1~3배 이상 |
실제 작업 순서
원하는 싱글 엔드 임피던스의 트레이스 폭을 설정합니다.그런 다음 z_diff가 목표에 도달할 때까지 간격을 엽니다.이 둘은 상호 작용하지만 그 순서는 몇 번의 반복을 거치면 수렴하지만 그 반대는 그렇지 않습니다.
하면서 결합 계수를 관찰해 보세요.크기가 작아지면 간격을 늘려도 거의 아무것도 살 수 없습니다. 노브의 유효 범위를 벗어난 것이므로 대신 너비를 조정해야 합니다.
그리고 그 쌍이 안쪽 레이어에 살 수 있다면 거기에 놓아두세요.어느 쪽이든 부딪힐 수 있는 임피던스 때문이 아닙니다. 하지만 왜곡의 경우 길이를 맞출 필요가 없습니다.
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