Es gibt viele verschiedene Werkzeuge zur Berechnung des Leitungswellenwiderstand. Einige davon sind kostenlos, wie z.Bsp. die Onlineberechnung bei Eurocircuits. Andere wiederum sind kostenpflichtig.
Ziel ist es, die erforderlichen Werte eines bestimmten Leitungswellenwiderstandes für Leiterbahnbreite und -Abstände festzulegen.
Die Schnittstellen variieren von einem Programm zum anderen, ebenso die Art und Weise, wie die im Berechnungsprogramm verwendeten Parameter erfasst werden. Und hier muss der Benutzer aufpassen.
Seit dem sehr erfolgreichen Start von Eurocircuits DEFINED Impedance Pool Service haben wir Rückmeldungen erhalten, dass die Ergebnisse unserer Berechnung sich nicht immer mit den Ergebnissen anderer Berechnungen decken.
Dieses Thema haben wir sehr ernst genommen und eine Untersuchung eingeleitet, um festzustellen, warum es einen Unterschied gab.
Was haben wir festgestellt
Es stellte sich heraus, dass die für ein System erforderlichen Parameter sich von denen eines anderen unterscheiden.
Beispielsweise stimmt hier der Wert H1 in unserer Grafik links, nicht mit H1 in der Grafik rechts überein.
Außerdem ist der Wert H2 im anderen System rechts, in unserem System links, wie oben abgebildet, H1 + T.
Daher kann das übernehmen der Werte für H1 und H2 in der Eurocircuits Berechnung im Vergleich zu anderen unterschiedliche Ergebnisse liefern, da die entsprechenden Eingabeparameter wie in diesem Beispiel vertauscht sind.
Um zu überprüfen, ob der Eurocircuits-Rechner die richtigen Ergebnisse liefert, haben wir mehrere Tests durchgeführt:
- Wir haben für beide Berechnungen die gleichen Werte eingegeben und erhielten erwartungsgemäß unterschiedliche Resultate.
- Anschließend haben wir die im Altium-Rechner verwendeten Parameter auf die erforderlichen Werte korrigiert (z. B. H1 + T) und die Ergebnisse waren fast identisch (Zdiff = 100.035E gegenüber 99.146463E).
Zudem ist es wichtig, die richtige Dielektrizitätskonstante (εr) für das ausgewählte Material zu verwenden. Der Wert ändert sich in Abhängigkeit der ausgewählten Frequenz. In der Eurocircuits Online-Kalkulation werden alle bekannten Werte automatisch anhand des ausgewählten Lagenaufbau aktualisiert.
Beachten Sie auch, wie die Berechnung die Ergebnisse generiert. Wird diese mit der richtigen Formel oder einfach mit einer bekannten Faustregel kalkuliert?
Die Faustregel für den differentiellen Leitungswellenwiderstand ist beispielsweise das Doppelte des charakteristischen Leitungswellenwiderstand.
Dies ist nur ein grober und nicht mathematischer Wert, der reale Wert kann viel größer oder kleiner sein. Überprüfen Sie, wie die Werte abgeleitet werden.
Zusammenfassung
Bei der Berechnung des Leitungswellenwiderstand muss sichergestellt werden, dass die tatsächlich eingegebenen Werte den erforderlichen Parametern entsprechen und nicht einfach von einem Rechner zum nächsten kopiert werden.
- Die Berechnung von Eurocircuits verwendet reale Werte, so wie sie in den Datenblättern der Materiallieferanten definiert sind.
- Wir berechnen die korrekten Werte für den differentiellen Leitungswellenwiderstand auch mit einer korrekten Formel und nicht mit einer Faustregel.
Schließlich liefern alle Berechnungen theoretische Werte, da sie die Variablen und Toleranzen im Herstellungsprozess nicht berücksichtigen und nicht berücksichtigen können.
Dies bedeutet, dass der tatsächliche Messwert auf der Leiterplatte möglicherweise von dem berechneten Wert abweicht.
Eurocircuits hat die Erfahrung gemacht, dass die gemessenen Werte auf der Leiterplatte innerhalb +/- 10% der berechneten Werte liegen.
