Трассирую плату с ЖПС. Между антенной и чипом необходимо 50-ти омное согласование.
С использованием каких правил и как лучше это сделать ?
+ для общего развития, для чего это надо ?

Волновое сопротивление полосковой линии, получающейся из печатного проводника должно равнятся 50 Омам. Чтобы рассчитать нужную ширину проводника нужно знать диэлектрическую проницаемость диэлектрика платы. Любой справочник по линиям передачи смотрите. Кроме того, нужно выход усилителя с этой линией согласовать с помощью согласующих цепочек. Можно посмотреть, например, Фуско - СВЧ цепи.

спасибо.
скачал книжку.
у кого-нить есть статья/утилита в которой кратко рассказывается о согласование применительно к трассировке, без изучения теории ?

Вообще, если вы занимаетесь только трассировкой, то, всего скорее, на выходе Вашего усилительного чипа уже имеется согласующая цепь и необходимо только выдержать ширину печатного проводника идущего к антенне, для обеспечения Zв=50 Ом. На обратной стороне платы должна быть земля, шириной, по крайней мере, 6 - 8 толщин платы. Может кто-то более точное условие скажет. Это я указал исходя из условия пренебрегания влиянием боковых экранирующих стенок (при их наличии) полосковой линии (расстояние от полоскового проводника до боковых экранов > 3 толщин платы).

RFCalc для оценки волнового сопротивления
Smith для расчета согласующих цепей

поправка, чип оказался GSM.
2EUrry
только трассировка.
с выхода чипа соединение идет сразу к антенне(печатный штырь), никаких элементов в промежутке нет.
2ProAnder
а мануал/описание по использованию есть ?

Возьмите вот этот калькулятор, идущий совместно с Microwave Office. Не требует установки, интуитивно понятен, можно с собой на флешке носить.

Ошибка при запуске: "Abnormal program termination"

Калькулятор Agilent AppCAD, считает не только микрополосковые линии...
лежит тут http://www.hp.woodshot.com/

Да, действительно, не запускается из другой директории. Может попутал я, что он с флешки запускается, либо в ранних версиях запускался. Вот этот от серенады точно запускается.

спасибо

Не хотел открывать очередную тему про 50 Ом и решил задать вопрос здесь.

Во всех программах для расчёта микрополосковой линии на выходе получаю толщину проводника при заданных толщинах медной фольги, толщине диэлектрика платы и его диэлектрической проницаемости.

НО часто с двух сторон от микрополоска расположены плоскости земли. Вопрос: На какое расстояние должна быть удалена земля, чтобы она не оказывала влияние на волновое сопротивление микрополоска?

Вообще-то все программы рассчитывают импеданс проводника относительно опорного плэйна. Поэтому от расстояния до него импеданс зависит целиком и полностью.
А если отвечать на вопрос - земля должна быть удалена бесконечно далеко, только тогда она не окажет влияния Посмотрите в High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic By Howard Johnson, Martin Graham, раздел 5.

Так, тогда переформулирую вопрос: при каком минимальном расстоянии от микрополоска до параллельно расположенного слоя земли, эффектами их взаимодействия можно пренебречь? Какое расстояние используется на практике?

Обычно используют расстояния более ширины самого микрополоска.

Земля вблизи - это часть конструкции, без которой не будет вообще "линии".

Если линия компланарная, то Ваше утверждение верно, однако оно не справедливо для микрополосковой линии.

Если я правильно понял вопрос, то суть его состоит в том: как влияет параметр D1 (см рис.) на импеданс линии? При каком значении D1 влияние будет минимальным.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Уменьшение зазора приводит к уменьшению импеданса. Чам меньше зазор, тем больше влияние.
При величине зазора (D1) более чем три ширины проводника (W1), дальнейшее увеличение практически не сказывается на импеданс. Точнее сказывается, но весьма слабо (меньше чем технологические погрешности изготовления), особенно если отношение толщины меди (Т1) к ширине проводника (W1) меньше 1/5.

Оно не справедливо только для дифференциальных линий, но речь, вроде бы, не о них. Или все же о них? Для любой линии должен быть провод туда и провод обратно.

Поясню, что я имел в виду наглядно. В приложении картинка, на которое всё обозначено. (Пояснения: материал платы - FR-4, толщина верхнего слоя 0,12мм; толщина медной фольги - 35мкм)

Вопрос вызван тем, что часто рядом с микрополосковой линией располагаю земляные полигоны.

ЗЫ Хотя, вот сейчас поигрался с TXLine и, кажется, разобрался. При увеличении зазора более 0,4мм толщина микрополска и толщина центрального проводника для линии линии начинают совпадать.

ЗЗЫ Спасибо за подсказку, bigor!

Посчитал в AppCADe, что при ширине проводника 0.3мм и толщине диэлектрика 0.12мм волновое сопротивление при зазоре от плейна земли 0.4 мм будет 44 Ом, а при зазоре от плейна земли 10 мм оно будет 51 Ом.
Т.е. отклонение волнового сопротивления составит порядка 14% при неучете боковых плейнов земли при зазоре 0.4 мм.

Следует помнить, что результирующуя толщина меди на верхних (а иногда и на внутренних) слоях не равна толщине фольги.
Результирующая толщина меди состоит из толщины фольги и гальванической меди, осажденной поверх фольги в процессе металлизации отверстий.
В результате, при толщине фольги 35мкм результирующая толщина меди составит: 35+18...22=53...57мкм.
Если плата выполняется по высокому классу надежности, то толщина гальванической меди составит минимум 25мкм.
Это нужно учитывать при расчетах.

Пожалуйста.

По-моему, 3-5 толщин подложки. В принципе, при увеличении ε, наверное, влияние уменьшается, т. к. поле более концетрируется под полосковым проводником. Не помню откуда информация, в попавшихся под руку книжках не встретилось.

Я исходил из того, что толщина фольги 18 мкм. А с учётом дополнительного осаждения меди суммарная толщина будет порядка 35 мкм.

Хотел бы продолжить тему согласования.

Вопрос теперь вот какой: Есть микрополосковая линия толщиной 0,2 мм (плата 4ёх слойная. Толщина верхнего слоя 0,12 мм. Частота сигнала 1,6ГГц). Есть угловой разъём SMA для пайки на плату. Как правильно подвести микрополосковую линию к этому разъему? Тут уже Uree приводил ссылку на книгу: High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic By Howard Johnson, Martin Graham. И там предлагается хитрая схема согласования с вырезами в слое земли и плавным утолщением микрополоска. Интересно было бы подробнее узнать как правильно согласовывать разъём и линию. Может, есть какие-нибудь статьи на эту тему? Или, может, стоит выбрать другой разъём?

Если речь идет именно о микрополосковой линии то основная энергия концентрируется в диэлектрике (рис. а)( т.е. можно считать что электромагнитная волна распространяется через него), если копланарная (рис. б)- то электромагнитная волна распространяется вдоль щелей между проводящими поверхностями. Отсюда если близко расположить земляные полигоны для микрополоской линии то они будут вносить влияния и, следовательно, рассогласование.

Похож на Ваш разъем?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Волновое сопротивление зависит от погонной емкости и индуктивности трассы, ее геометрии на плате и диэл. проницаемости материалов. На ВЧ большие индуктивность и емкость сказывается негативно. Значит надо уменьшать оба параметра, сохраняя между ними отношение. Индуктивность уменьшаем увеличением ширины трассы(почему все пишут толщины?), емкость - увеличением расстояния до плэйна.
На многослойках для ее увеличения действительно приходится вырезать металлизацию во внутренних слоях. На картинке 50-ти омная трасса на топе, ширина 0.5мм, зазор до меди по бокам тоже 0.5мм, на 2-м и 3-ем слоях вырезы, на боттоме залита земля. И так для всех ВЧ сигнальных трасс. Итоговая форма вырезов такая (топ / 2-й слой / 3-й слой ):

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На боттоме в этой области заливка сплошная, вырезов никаких нет.

Вот давно этим вопросом интересуюсь, и столько уже плат видел, но везде у всех по разному вот тот же TX Line при расчете 50 Ом для двух стороннего FR-4 выдает 1.08 и зазор 0,3 тотже TX Line Следующей версии выдает другие данные а в Даташте к примеру на модуль GPS приемника LEA-5S (смотреть здесь) вообще другие данные, а устройство все с тем же модулем от стороннего производителя вообще с зазором 0,3 при толщине полоска где то 0,7 или 0,8 . Вот вопрос ТАК КАКИЕ ОНИ ЭТИ РАЗМЕРЫ правильные для микрополоска и копланарной линии ? Если для приемника не правильный расчет влечет только ухудшение качества приема то для передатчика, ЭМ наводки и СВЧ уходит на всю плату, дави их потом кондерами, фиритами.

Uree, спасибо за подробные и наглядные комментарии.

Хотел прояснить до конца вот какие моменты:

1) В вашем примере фактически трасса образована верхним и нижним слоем, а внутренние слои не влияют на её параметры. Правильно я понимаю?

2) Правильно я понимаю, что разъём SMA предназначен для некоторой стандартной ширины трассы и некоторой стандартной (стандартной для данного разъёма) толщины платы? Поэтому при выборе ширины трассы нужно руководствоваться этими стандартными параметрами?

3) А как тогда поступать, если для удобства работы выбрана толщина трассы меньше стандартной? Например, трасса подходит к микросхеме с шириной контактной площадки 0,3 мм, поэтому удобно взять трассу шириной порядка 0,2 мм (подобрав соответствующим образом толщину платы). Как грамотнее поступить: сделать плавный переход с широкой трассы на узкую около микросхемы? Или сделать плавный переход с узкой трассы на более широкую около разъёма SMA? Есть ли какая-нибудь литература, освещающая эти вопросы? Можно ли как-то смоделировать такие переходы?

1. Да, именно так.
2. Да нет в общем. Есть краевые планарные разъемы, вот у них ширина вывода оптимизирована для получения 50 Ом на 2-слойной плате, т.е. там лучше всего тянуть трассу именно такой ширины, как вывод. Этот разъем со сквозным выводом, поэтому делайте трассу такую, как Вам удобно. Критерии выбора ее геометрии я вкратце изложил.
3. В этих случаях мы делаем трассу широкой и сужаем непосредственно перед вводом в площадку микросхемы, все равно дальше она еще уже станет Но именно тянуть ее по плате стараемся широкой.

2 TamTam
Нет однозначно правильных размеров, Вы их сами должны выбирать, особенно в случае ВЧ-цепей, окруженных землей. Т.е. рассматривая одиночный проводник на определенной высоте над плэйном все калькуляторы должны выдавать одинаковый импеданс. Дальше начинается - толщина меди, толщина маски, зазор к земле на слое проводника - и получается фактически непрерывный ряд размеров ширина/зазор, дающих один и тот же импеданс.

2 Uree Опыт работы с ВЧ у меня маленький, если ни сказать что практически нет, делал платку с SIM-300D (GSM) и LEA-5S(GPS) на борту, Единственный нюанс у меня там небыло аналоговой цепи микрофона и спикера, поэтому косяков замечано небыло осцилом не смотрел так как делал для себя, счас хочу переделать так как добавил CAN и микрофон со спикером, и хотелосьбы сделать как положено. Если вас не затруднит посчитайте в Вашем калькуляторе что получится параметры следующие проводник от сим 300 идет так рис1 а проводник Лиа 5с так рис2, длинна 1-го 24мм, второго 8 мм на противоположном слое земляной полигон, копланарная линия окружена микровиа с размером 0,3Х0,5, материал FR-4 двух сторонний, толшина 1,5 медь 0,35, покрытие имерс золото. Устройство конструктивно разделено на две платы на одной GPS и МК с цепями питания для них, на другой Сим 300Д с питание для него. все хозяйство соединяно разьемом высотой 11 мм, платы соеденены так что обе платы смотрят друг на друга земляными полигонами а большая часть микросхем находятся на внешних сторонах, в надежде на снижение влияния ВЧ излучения СИМ 300Д, ВЧ разьемы при содинение плат находяться в противоположных углах.

Заранее примного благодарен.

У меня по калкулятору получилось так ширина 1мм зазор 0,3 до этого делал 0,9 х 0,25

Вот ещё какой вопрос остаётся неясным для меня: Если есть выбор, то какую ширину трассы лучше выбирать: более узкую или более широкую?

С точки зрения точности согласования лучше выбирать более широкую, т.к. у неё меньше отностительная погрешность изготовления, обусловленная поддтравами, увеличением толщины медного слоя при гальваническом осаждении меди и т.д.

Особенно не рекомендуется делать дорожки на предельных параметрах для данного производителя печатных плат.

Широкую - кроме точности изготовления она еще и меньшую индуктивность имеет.

Вот нашёл интересный материал по микрополосковым и копланарным линиям.

http://www.edn.com/contents/images/12-WA2--Bill_Rosas.pdf

(pdf'ка в 32 Мб).

Причем тут индуктивность, если Вы привязываетесь к волновому сопротивлению микрополосковой (МПЛ) линии, т.е . переходите к цепям с распределенными параметрами? Эти погонные емкость и индуктивность просто вводятся для "плавного перехода" от сосредоточенных параметров к понятию волнового сопротивления цепи с распределенными параметрами. Если размеры МПЛ соотносятся или превышают длину волны сигнала в этой линии, то понятия емкости и индуктивности здесь малокорректны и могут дать только какое-то начальное приближение.

При прочих равных условиях - широкую. У широкой MSL погонное затухание меньше. Хотя на ваших частотах и длинах разница будет в копейки.

Еще как корректны, даже при сравнительно малых длинах трасс. Посмотрите эквивалентную схему - трасса фактически является LC-фильтром(о порядке можно рассуждать долго и безрезультатно) и если не переходить к цепям с распределенными параметрами, то имеем просто фильтр с сосредоточенными параметрами. А там чем меньше емкость и индуктивность - тем выше частота среза.

Если Вы говорите о волновом сопротивлении, это автоматически определяет то, что цепь с распределенными параметрами. При коротких трассах (в сравнении с длиной волны конечно) естественно, что приближение сосредоточенной цепи достаточно корректно, но о волновом сопротивлении там приходится уже с накруткой говорить.

P. S. Если считаете, что корректно, то дайте мне эквивалентную LC схему, например, четверть волнового отрезка линии передачи, описывающую все его свойства.