Hi, gibt es bestimmte Faustregeln für das Design einer Grounded Coplanar Leitung? Ich habe ein bisschen mit Online-Kalkulatoren rumgespielt zur Impedanzberechnung. Ab einem bestimmten Abstand zwischen Signaltrace und dem koplanaren Ground entsteht ja quasi wieder eine Mikrostreifenleitung. Folgende Bedingungen sind gegeben: Preprep Thickness: 360µm Dielektrizitätskonstante: 4,8. Signal- und koplanare Groundtraces Thickness: 18µm Groundplane Thickness: 36µm Impedanz: 50 Ohm Sollte der Gap zwischen Signal- und Groundtraces größer oder kleiner sein als die Substratdicke? Eine bestimmte Leiterbreite (es liegen nur ca. 2Vpp an)? Laut Kalkulator käme ich mit folgenden Werten auf meine 50 Ohm: Signaltrace width: 0.6mm Gap: 0.5mm An manchen Stellen habe ich etwas gelesen von "Substratdicke > 2xGap + Signaltracebreite" und an anderen Stellen stand wieder, dass der Gap < Substratdicke sein sollte!?
pcb-design-newbie schrieb: > Ab einem bestimmten Abstand zwischen Signaltrace und > dem koplanaren Ground entsteht ja quasi wieder eine > Mikrostreifenleitung. Was stört dich daran? Immerhin hast du es dann nur mit den Fertigungstoleranzen von Leiterbreite und Substratdicke zu tun, und musst nicht auch noch auf die Breite des Gap achten.
Es gibt Tools zum Berechnen, resp, ueberschlagen. Das Appcad von HP, jetzt : http://www.hp.woodshot.com/ http://www.avagotech.com/appcad Die Schwierigkeit der Coplanaren Stripline ist die Fertigungstoleranz. Und dass der Rand auf GND sein muss, was eine Menge an Vias erfordert.
In Microstrip, Stripline, and CPW Design von VA3IUL: http://www.qsl.net/va3iul/Microstrip_Stripline_CPW_Design/Microstrip_Stripline_and_CPW_Design.pdf steht: “The gap s between the strip and ground is usually more than the thickness h of the substrate, so the GCPW field is concentrated between the strip and the substrate ground plane, …”
Beim coplanaren Waveguide ist der Gap innerhalb der Plane eben kleiner als die Dicke des Substrates. Genau so wie eine Mikrostripline mit einer zweiseitigen Leiterplatte geht, kann man eine Coplanare Stripline mit einer zweiseitigen Leiterplatte machen. Ich habs mal gerechnet fuer FR4, da war der Gap noch 6mil, der reproduzierbaren Aufloesung meines bevorzugten Leiterplatten Lieferantes. War also nicht machbar. Eine haeufiger Ueberlegungsfehler bei der (coplanaren) Stripline ist das Feld zwischen Strip und der GND Plane auf der anderen Seite. Man neigt ja dazu entlang des Strips in der GND Plane neben dem Strip moeglichst viele Vias zu plazieren. Wenn diese Vias zu nahe an den Feldlinien zum Strip sind schliesst man diese Feldanteile kurz, was dann zu anderen Impedanzen fuehrt.
Jetzt N. schrieb: > Beim coplanaren Waveguide ist der Gap innerhalb der Plane eben kleiner > als die Dicke des Substrates. Er möchte aber explizit einen grounded coplanar waveguide haben.
Das mag ja sein... Coplanarer Waveguide bedeutet das E-Feld ist hauptsaechlich im coplanaren Gap, und nicht zwischen Strip und Plane auf der anderen Seite des Substrates. Und dieses erreicht man, indem der coplanare Gap einiges kleiner wie die Substratdicke ist. Je duenner das Substrat wird, desto mehr wird ein Mischmode gebildet. Ich wuerd auch eine GND Plane auf der anderen Seite des Substrates haben wollen.
Jetzt N. schrieb: > Das mag ja sein... Coplanarer Waveguide bedeutet das E-Feld ist > hauptsaechlich im coplanaren Gap, und nicht zwischen Strip und Plane auf > der anderen Seite des Substrates. Beim Grounded Coplanar Waveguide jedoch ist es genau umgekehrt. Siehe auch das von mir verlinkte Dokument.
Der Text berichtet das so, aber zumindest die 3D Skizze (seite 11) hat einen kleineren Gap wie die Substratdicke.
Die würde ich als nicht maßstäblich ansehen. Aber letztlich sind die Übergänge natürlich fließend. Wenn du einen kleinen Spalt hast, dann ist das Feld überwiegend über dem Spalt (und damit das, was er als Quasi-TEM beschreibt), und die Massefläche hat einen eher geringen Einfluss. Dann hast du aber praktisch kein Grounded CPW mehr, sondern normales CPW. Ist der Spalt groß im Vergleich zur Substratdicke, ist das Feld überwiegend zwischen Leiter und Massefläche, der Einfluss der beiden unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten wird geringer, das Ganze wird dann mehr wie normales Microstrip.
Es ist nicht wirklich klar was das soll. Ich mach beruflich 3D Simulationen und werd das mal durchparametrisiert rechen.
Rechnen lassen kannst du viel, aber erfasst du dann auch sowas wie parasitäre Abstrahlung und Einstrahlung? Das dürften die wesentlichen Unterschiede hier sein. Die reine Feldsimulation kannste auch mit einem Qucs machen lassen.
Die Rechnung zeigt was man modelliert hat, was man gerechnet haben will. So wie ich's seh geht ein coplanarer Wellenleiter eh nicht ohne GND Plane. Die Draehte um die beiden coplanaren Planes zu verbinden sind ein theoretisches Konstrukt, da nicht fertigbar. Es sind die Parameter drum herum, die interessant sind.
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Jetzt N. schrieb: > Es gibt Tools zum Berechnen, resp, ueberschlagen. Das Appcad von HP, > jetzt : http://www.hp.woodshot.com/ > http://www.avagotech.com/appcad Ich muss immer über Reliability -> SPCS schmunzeln. Die Urkunde kommt irgendwann noch auf meine Website. Muss nur noch das Copyright klären bzw. Erlaubnis erfragen.
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