비대칭 스트립라인 임피던스 계산기

대칭 스트립라인은 두 참조 평면 사이의 정확히 중간에 위치합니다.프리프레그와 코어는 두께가 고정되어 있고 레이어 배열이 균일하게 분할되는 경우가 거의 없기 때문에 실제 스택업에서는 거의 그렇지 않습니다.실제로 만드는 것은 오프셋 또는 비대칭 스트립라인입니다. 즉, 유전체는 가까운 평면에 $h_1$를, 먼 평면으로는 $h_2$를 생성합니다.

시작점은 콘의 중첩입니다.이 궤적에서는 두 개의 반쪽 구조가 보입니다. 하나는 근거리 평면과 원거리 평면의 경계를 이룹니다.각 반쪽을 각자의 평면을 중심으로 미러링하면 $2h$ 간격의 일반 대칭 스트립라인을 얻을 수 있습니다. 이 스트립라인의 커패시턴스는 원래 있던 절반의 두 배입니다.두 반쪽은 하나의 도체를 공유하므로 커패시턴스는 다음과 같이 더해집니다.

$C =\ tfrac {1} {2}\ left [C_ {sym} (W, 2h_1) + C_ {sym} (W, 2h_2)\ 오른쪽],\ qquad\ frac {C_ {sym}} {\ varepsilon_r} =\ frac {4K (k)} {K (k')},\; k =\ tanh\ frac {\ pi W} {2b} $$

각 절반에 대해 익숙한 로그 근사치 대신 각 절반에 대해 정확 등각 매핑 솔루션을 사용합니다. 이 근사값은 자체 오류의 몇 퍼센트를 수반하며 광범위한 트레이스를 위해 두 번째 분기가 필요합니다.

중첩만으로는 충분하지 않은 이유

중첩은 트레이스 외부의 트레이스 평면에 자기벽이 있다고 가정하므로 트레이스 에지의 절반에서 다른 쪽으로 어떤 필드도 휘어지지 않을 수 있습니다.$C = W/h_1 + W/h_2 + F$라고 쓰면 트레이스의 오프셋에 관계없이 항상 대칭 프린징 $F = 8\ ln 2/\ pi$를 반환합니다. 반면 트레이스가 평면에 가까워질수록 실제 프린징은 급격히 증가합니다.이 한 번의 누락이 전체 오류이며, 극한 오프셋에서는 14% 에 도달합니다.

이 계산기는 모멘트의 메소드 필드 솔버에 피팅된 수정 결과를 사용하여 누락된 프린징을 다시 추가합니다.두 가지 속성이 정확히 보존됩니다. $h_1 = h_2$로 설정하면 결과는bit-for-bit가 대칭 스트립라인으로 축소됩니다. 즉, 어느 한 쪽 간격을 0으로 밀면 임피던스가 올바르게 0이 됩니다.발표된 근사치 중 일부는 두 검사에서 모두 실패하여 대칭 사례보다 높은 값을 반환하거나 전혀 축소되지 않습니다.

복귀 전류가 흐르는 곳

비대칭으로 인한 실질적인 결과는 임피던스 이동이 아닙니다. 임피던스 이동은 트레이스 폭을 조정하여 쉽게 보정할 수 있습니다.이것이 바로 리턴 전류 분포입니다.복귀 전류는 유전체 거리에 거의 반비례하여 두 평면 사이에서 분배되므로 3:1 비대칭인 경우 근거리 평면이 전류의 4분의 3 정도를 전달합니다.가까운 평면에 스플릿, 보이드 또는 안티패드 클러스터가 있으면 강제로 우회귀하게 되고, 그 결과 발생하는 루프 영역은 크로스토크 (crosstalk) 와 방사 방출로 나타납니다.

정확도

두께가 0인 빌딩 블록은 정확한 컨포멀 매핑 솔루션이기 때문에 모든 트레이스 너비를 유지할 수 있습니다. 좁거나 넓은 브랜치가 없고 두 가지가 만나는 곳의 불연속성이 없습니다.모멘트 메소드 필드 솔버를 사용할 경우 실제 트레이스 너비 및 오프셋 전체 범위에서 결과가 0.7% 이내로 유지됩니다.구리 두께는 Cohn의 프린징 증분에 의해 조절되는데, 이는 폭이 넓은 트레이스의 경우 정확하며 두께가 0일 때는 정확하게 소멸됩니다.