Расчет волнового сопротивления МПЛ. Формулы. Программы., Незакрытый вопрос. Опции

[Deadsoulf]

Вопрос к знатокам и "старцам" СВЧ техники.
Предлагаю все таки определиться с тем, каким формулам и программам доверять в плане расчета волнового сопротивления микрополосковых линий.
На форумах несколько тем - все кричат за свое. К примеру, хвалят Saturn и AppCAD. Ругают TXLine и т.д.

Вот что получается у меня для W с МПЛ на TLY-5 Eps=2.2 h=0.127 t=0.018 (mm) Z=50 Ohm:

Программы:
TXLine -------- 0.373
Saturn -------- 0.296
AppCAD ------ 0.372
RFSimm99 --- 0.373
Genesys ------ 0.372
CST MWS ---- 0.350 (расчет с Frequency Domain Fast S-parameters)
CST MWS ---- 0.360 (расчет с Frequency Domain General Purpose)
CST MWS ---- 0.363 (расчет с Time Domain)


Он-лайн:
http://www1.sphere.ne.jp/i-lab/ilab/tool/ms_line_e.htm ----------------------- 0.368
http://www.emtalk.com/mscalc.php --------------------------------------------- 0.391
http://www.ekswai.com/en_microstrip.htm ------------------------------------- 0.3
http://ncalculators.com/electronics/micros...-calculator.htm ----------------- 0.296
http://referencedesigner.com/tutorials/si/si_06.php --------------------------- 0.296

У одних - разница рассчета не влезает ни в какие 5% даже среди похожих результатов (где 0.3хх). Другие в один голос дают величину 0.296 мм.
Таки извечный вопрос: кому верить???

Сам всегда считал в маткаде по формулам из аттача. Получается 0.369 мм. Кстати, прикреплю файл маткад, может, кому-то пригодится =)

 Z__________________.rar ( 22.88 килобайт ) Кол-во скачиваний: 437

 _____________________.___________________________________.pdf ( 1.22 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 20596


Сообщение отредактировал Deadsoulf - May 11 2012, 14:43

[ledum]

Вот что получается у меня для W с МПЛ на TLY-5 Eps=2.2 h=0.127 t=0.018 (mm) Z=50 Ohm:

Polar вроде не подводил

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Filippov]

С учетом возможностей производства, разброс в 40-50мкм вообще не имеет значения...

[Deadsoulf]

С учетом возможностей производства, разброс в 40-50мкм вообще не имеет значения...

Допуск в 1 mil уже давно реальность вроде как..

Гораздо больше интересует принципиальная достоверность. Это ведь лишь один пример. Здесь максимальный разброс расчетов почти 100мкм, а на другом проекте он может быть и больше.

[Filippov]

Допуск в 1 mil уже давно реальность вроде как..

Гораздо больше интересует принципиальная достоверность. Это ведь лишь один пример. Здесь максимальный разброс расчетов почти 100мкм, а на другом проекте он может быть и больше.

Допуск зависит от толщины металлизации, обычно, как я понимаю, он равен двойной толщине металлизации.
Принципиальная достоверность в таких программах не возможна, так как они строятся на приблизительных, упрощенных формулах...
Лучше моделировать тогда в каком-нибудь ЕМ-симуляторе...

[Deadsoulf]

Справедливо. Запарился с MWS, добавил результаты. Долго только это все: построение 3D-модели, оптимизация...

Сообщение отредактировал Deadsoulf - May 11 2012, 15:58

[EUrry]

Частота какая в том же TX-Line выставлена? И что при этом относительно частоты в других программах? МПЛ обладает достаточно ощутимой дисперсией.

[Deadsoulf]

Частота какая в том же TX-Line выставлена? И что при этом относительно частоты в других программах? МПЛ обладает достаточно ощутимой дисперсией.

В том же ТХлайн измеенение частоты в диапазоне 1-40ГГц дает разницу для W всего в 0.005mm, AppCAD - 0.001. То есть сказывается несущественно. Некоторые из приведенных калькуляторов вобще, судя по всему, не берут частоту в расчет волнового сопротивления.

[EUrry]

Да, в Вашем случае при малой толщине подложки частота влияет слабо, но в случае толщины в 1 мм можете сами проверить - влияние есть и оно очень значительное. Возможно, где-то формулы имеют ограничения как раз при малых размерах, когда уже толщина подложки не более, чем на порядок отличается от толщины металлизации и получаются различные результаты (TXLine должен выдавать предупреждения при попадании параметров в зону ограничения). Будет интересно узнать результаты объективного глубокого анализа, коли занялись проблемой. Вот тут еще недавно различные формулы обсуждались немного.

[mig-11101]

Отношение поглащенной и отраженной нагрузкой мощности в зависимости от отношений сопротивлений источника и нагрузки. В районе 0.75-1.25 от сопротивления линии, разницы почти нет.

Те книжные формулы, которые мне известны - в основном эмпирические, и чуть ли не в каждой книге свои. Но получается по ним примерно одно и тоже, а на практике не отличишь.

[Deadsoulf]

Спасибо, mig! Вот это очень полезный график. Был бы очень благодарен за источник.

[tduty5]

Был бы очень благодарен за источник.

1-[(Z_н/Z₀-1)/(Z_н/Z₀+1)]²
:]

[ledum]

Спасибо, mig! Вот это очень полезный график. Был бы очень благодарен за источник.

Вы бы еще оговорили диапазон оф интерест. Ключевое слово - моды высоких порядков, в зависимости от ширины микрополоска к толщине подложки могут появлятся на частотах где-то 15+ ГГц. Ну и посмотрите в сторону копланаров - часто с ними работать лучше.

[VCO]

Ну и посмотрите в сторону копланаров - часто с ними работать лучше.

Мне приходится копланары делать по высшему классу точности, и всё равно выше 8 ГГц лучше их не использовать.
Засада в том, что в отличие от микрополосков и полосков, размеров больше, соответственно и разброс больше.
В начале года бодался с неустойчивым захватом ФАПЧ до 16 ГГц именно из-за неудовлетворительного КСВН копланара.

[ledum]

Потери у них еще обычно больше. Совсем чуть-чуть. Но без них в кросскоммутаторах мы бы в жизни на минус 60 по пролазу не вылезли бы - на микрополосках минус 40, хоть застрелись.
Странно смотрел кучу обзоров - до 40ГГц их обычно рекомендуют как предпочитаемые.