Hallo Leute,
ich versuche mich grad an der Berechnung einer differentiellen Impedanz.
Sowohl zDiff als auch z0 sind von interesse.
Leider kann ich nicht nachvollziehen, wie Intel auf 90Ohm differentielle
Impedanz kommt. Meine Einstellungen in ein Berechnungsprogramm sind im
Screenshot.
Wo genau kommt bei mir der Unterschied her, der nur die halbe der
benötigten differentielle Impedanz bringt?
Vielen Dank!
Ich zitiere aus http://www.usb.org/developers/docs/hs_usb_pdg_r1_0.pdf
3.7 Layer Stacking
The following guidelines apply to PCB stack-up.
Four-layer Stack-Up
1. Signal 1 (top)
2. VCC
3. GND
4. Signal 2 (bottom, best layer for USB2)
The high speed USB validation motherboard used 7.5-mil traces with
7.5-mil spacing between differential
pairs to obtain 90W differential impedance. The specific board stackup
used is as follows:
· 1 ounce copper
· prepreg @ 4.5 mils
· core @ 53 mils
· board thickness @ 63 mils
· _r @ 4.5
Du benutzt Dein Programm falsch. Du hast einen vierlagigen Stack mit
einem VCC/GND-Kern, dann ein Prepreg von 4,5mil und eine 38ym Folie. Du
mußt also eine außenliegende Stripline berechnen. Die 63mil gehen
übrigens überhaupt nicht in die Rechnung ein, weil das die Dicke des
Kerns ist.
Peter
Peter Bünger schrieb:> Die 63mil gehen> übrigens überhaupt nicht in die Rechnung ein, weil das die Dicke des> Kerns ist.
Da hast du vielleicht recht, zumindest annähernd, aber Saturn weiss das
nicht - siehe Werte von W/H und S/H.
Bei solchen Anordnungen (S > H1) müsste Zdiff etwas weniger als 2 x Z0
sein. Ich vermute, die Software rechnet schlicht falsch oder ausserhalb
der Spezifikation. Der Layer Stack ist auch hochgradig seltsam. Und da
oben kein GND ist handelt es sich auch nicht um eine Strip Line. Und
nach den Guidelines sollte es Microstrip sein! So würde ich jedenfalls
nichts fertigen lassen.
Gruss Reinhard
Nachtrag:
Das ist wohl eher eine akademische Lösung. Ein erfahrener Fertiger lehnt
wahrscheinlich den Aufbau mit 4,5 mil Prepreg rundweg ab, das ergibt
eine Gefahr von Kurzschlüssen an Stellen, wo die GND-Fläche unterbrochen
ist, wie um Pads herum, und mit MIL lässt es sich wahrscheinlich auch
nicht vereinbaren, da 2 Prepregs verwendet werden müssen.
Bei grösserem Abstand ergeben sich breitere Leiterbahnen, aber das muss
ja auch kein Schaden sein.
Gruss Reinhard
Hallo,
es gibt als Standardwerk "Transmission Line Design Handbook" von Wadell,
meine Ausgabe hat ISBN 0-89006-436-9.
Aber zum "Einlesen" ist es nicht wirklich - das Gleichungssystem für den
obigen Fall (differential Microstrip) belegt im Buch 10 Druckseiten und
besteht aus 80 einzelnen Gleichungen, die ich hier lieber weglasse.
Falls jemand nachrechnen will, bitte melden.
Gruss Reinhard
Hallo Reinhard,
das Buch hat Druckfehler in den Formeln. Deshalb kann man die zehn
Seiten Formeln knicken.
Hier mal ein gutes Programm, TNT.
http://sourceforge.net/projects/mmtl/?source=dlp
Zdiff = 2*Zodd
Rechteck
Characteristic Impedance Odd/Even (Ohms):
odd= 42.7215
even= 52.7374
Trapez
Characteristic Impedance Odd/Even (Ohms):
odd= 48.0473
even= 58.2164
Wer etwas einfaches sucht: Qucs->Tools->Line Calculations
Gruß
Helmut
Hi,
schon ein bisschen her, aber ich stoße nun schon zum dritten mal auf
diesen Thread und er erscheint mir tatsächlich sehr wichtig zu sein.
Warum? Es gibt sehr viele Impedanz-Rechner im Netz, die sich
widersprechen. Deswegen hier eine Zusammenfassung/Rückversicherung:
Eine Seite, die die gleichen Ergebnisse wie Qucs liefert, ist
http://www.mantaro.com/resources/impedance_calculator.htm
Seiten, die davon abweichen:
http://www.hughescircuits.com/index.php/en/support/impedance-calculatorhttp://www.eeweb.com/toolbox/edge-coupled-microstrip-impedance/
und viele mehr, fast alle.
Mir sind bisher zwei Klassen aufgefallen, eben jene, die ich gerade
unterschieden habe. Falls Du das liest, Helmut, wäre ich Dir sehr
verbunden, wenn Du den Druckfehler referenzieren könntest, bzw.
klarstellen. Ich konnte TNT leider nicht kompilieren, weil dort eine
veraltete iostream.h verwendet wird und ich keine Lust hab, deswegen
anzufangen, groß rumzuverlinken (hatte ich schon mal und führte zu
nichts). Da Du aber Qucs empfohlen hast, gehe ich davon aus, dass die
TNT-Ergebnisse damit übereinstimmen und Du sie für richtig hältst.
Kannst Du das bestätigen oder - noch besser - belegen?
Danke und VG,
Kami
Sagen wir mal um so 10%. Ich möchte aber wissen, ob ich systematisch
nach unten/oben abweiche und zusätzlich noch einen Fehler draufkriege,
oder ob ich von vornherein so im Mittel liege.
Am meisten trauen würde ich dem Programm von Polarinstrument. Das
verwenden auch viele Boardhersteller.
http://www.polarinstruments.com/products/cits/Si8000.html
Natürlich brauchst du auch das Datenblatt vom Boardmaterial. Die
End-Kupferdicke speziell bei Außenlagen musst du beim Boardhersteller
erfragen.
Also wir lassen uns das immer vom Boardhersteller berechnen. Wir routen
dann exakt mit dessen Werten. Bei der Bestellung geben wir dann eine
Toleranz an. Damit hat der Boardhersteller das Risiko.
Danke Helmut!
Hm, ich bin aber leider (oder eher zum Glück ;)) Linux-User und
obendrein Freund von Open-Source. Dieses Tool scheint ja aber echt
mächtig zu sein. Ich habe einfach mal die Werte aus dem ersten Bild, was
man auf der Seite sieht in verschiedene Rechner eingegeben (unter der
Annahme, dass die Berechnung im Bild aktualisiert ist) und die Werte
vergleichen:
W = 11.5/10.5 (Untere/obere Leiterbahnbreite)
S = 8.21/9.21 (entsprechende Abstände)
H = 8.5 (Substrathöhe)
T = 1.2 (Leiterbahndicke)
E = 4.2 (Permitivität)
Si8000: Zd = 100.01 (Verjüngung der Leiterbahnen berücksichtigt)
Qucs: Zd = 104.10/110.74
EEweb/Hughes: Zd = 114/121
Mantaro: Zd = 94.43/101.67
Wenn man den Mittelwert für W und S bildet und einsetzt, kommt man
ungefähr auf den Mittelwert zwischen den errechneten Impedanzen, keine
Überraschungen also. Vielleicht kann man vorsichtig daraus schließen,
dass man am besten den Mittelwert aus Qucs und Mantaro bilden sollte
(haha). Jedenfalls weichen EEweb und Hughes am weitesten ab und Mantaro
ist am nächsten dran.
Ich für meinen Teil werde ab jetzt einfach Mantaro verwenden und für
größere Projekte die Impedanzüberprüfung durch den Boardhresteller
wählen. Danke jedenfalls! Und falls noch jemandem was einfällt, bitte
raus damit!
diffimp.png
(120 KB)
