Ich benutze schon seit einiger Zeit jetzt Microwave Office von AWR.
Einige hier scheinen das ja zu kennen. Ich benutze es vor allem, um
Filter aus Streifenleitern zu simulieren.
Ich habe jetzt schon einige Entwürfe gemacht, und die Filter auch auf
speziellem HF-Basismaterial fertigen lassen (Rogers 3210), aber mir
fällt immer wieder auf, dass die simulierten Werte oft signifikant von
den gemessenen Werten abweichen.
Beispiel: ein elliptisches, 5-poliges Tiefpassfilter. Die Simulation in
MWO sagt: die Grenzfrequenz ist bei 2.5 GHz. Das wäre eigentlich auch
mein Entwurfsziel gewesen. Also habe ich das Filter gefertigt,
SMA-Stecker bestückt und am VNA angeschlossen - siehe da, die
Grenzfrequenz ist 2.1 GHz. Das ist eine ziemlich grobe Abweichung; wenn
es jetzt ein paar 10 MHz wären, würde ich ja gar nichts sagen. Aber so?
Ich habe definitiv mein Substrat richtig definiert, das habe ich
mehrfach überprüft. Rogers sagt für sein 3210 Material:
Dielectric constant, process: 10.2
Dielectric constant, design: 10.8
und genau den Wert 10.8 habe ich auch im MWO verwendet. Könnte
allenfalls das der Grund sein? warum geben die zwei verschiedene
Dielektrizitätskonstanten an?
Was könnte ich noch versuchen, damit meine Simulationen besser werden,
oder anders gefragt: welche Genauigkeit kann ich überhaupt erwarten?
sind 400 MHz Abweichung zwischen Simulation und Messung normal? oder
kann ich die Simulation auch so gut machen, dass ich der Realität auf
ein paar 10 MHz genau nahe komme?
Dussel schrieb:> Was könnte ich noch versuchen, damit meine Simulationen besser werden,
zeige einmal in welcher Topologie Du das Filter realisiert hast ?
Gibt es dort Durchkontaktierungen auf der Leiterplatt gen Masse ?
Wenn ja wie hast Du deren Induktivität berücksichtigt.
Ohne Bilder kann man nur raten :-(
EMU
ich arbeite schon seit längerem im RF Design-Bereich. Mit Microwave
Office habe ich allerdings noch keine Erfahrung. Ist das ein 3D
Feldsimulator oder nur 2D oder sowas?
Kann dir aber sagen, dass grade beim Filter Design es immer größere
Abweichungen, auch bei HFSS (3D Feldsimulator), gibt. Woran es liegt ist
schwer zu sagen ohne die Struktur zu kennen. Kann sein das es
abweichungen im Er gibt, möglich das durch die Ätztoleranzen kleinere
Abweichungen enstanden sind...
Kannst ja mal deine Leiterbahnen unterm Mikroskop vermessen, schauen ob
trapezförmig geätzt worden ist.. Parallel dazu kannst du mal schauen in
welchen Richtungen die Simulation ändern musst damit es mit der Messung
übereinstimmt.
Verändert das Basismaterial der Platine seine Dielektrizitaetszahl zu
hohen Frequenzen hin?
Entsprechen die Bauteile wirklich den Angaben (auch im Hinblick auf die
Grenzfrequenz)?
Hallo Kollegen
ich kann euch gerne morgen ein Foto von einer Platine hochladen.
Fertigung erfolgt durch lasern. (es sind Prototypen)
wenn ihr MWO-Dateien öffnen könnt, kann ich mein Beispielprojekt noch
hochladen.
Hallo Kollegen
ich habe euch einmal ein Bild angehangen.
Einerseits vom Aufbau meiner Simulation in MWO. Ihr seht, wie ich das
Substrat und alles definiert habe.
Das nächste Bild zeigt einen Vergleich der Filterkurven, einerseits
simuliert und andererseits gemessern (mit HP 8753C VNA).
Das dritte Bild zeigt, wie das Filter realisiert ist. Es ist in der Tat
auf dem in der Simulation definierten Basismaterial aufgebaut. (Die
Stecker habe ich wieder entlötet) Das Kupfer habe ich versuchsweise
versilbert. Die Kurven unterscheiden sich aber nur unmerklich.
Simulierst Du in dem "Schematic"-Modus oder im Feldsimulator? Im
Schematic wirst Du auf Anhieb wenig brauchbare Ergebnisse erhalten, weil
Du hierzu jeden parasitären Effekt modellieren müßtest. Die kennst Du
aber nicht, wenn Du solche Streifenleiter zum ersten Mal aufbaust. Und
selbst mit der notwendigen Erfahrung würde ich soetwas heutzutage
grundsätzlich im Feldsimulator modellieren, bei derart einfachen
Strukturen ist die beanspruchte Rechenzeit eher gering.
Überführe das Schematic in den Feldsimulator (2D mit Momentenmethode
reicht ja) und führe die Simulation dort durch, dann sollten Simulation
und Messung erheblich besser übereinstimmen.
Habe mich natürlich im 1. Post verschrieben, 10.8 soll 3.66 sein, habe
in geistiger Umnachtung aus einem anderen Datenblatt abgeschrieben, die
3.66 sind natürlich korrekt :-)
Habe es jetzt in den 2D Feldsimulator überführt und das Mesh auf eine
Grösse von 0.05 x 0.05 mm gestellt. Die Simulation dauert gefühlte 10
Minuten, dafür stimmen 'measured' und 'simulated' ziemlich genau (+/- 20
MHz) überein - aber die Rechenzeit ist schon arg lang :-( und vor allem:
wozu soll dann die Schematic-Simulation gut sein, wenn sie so extrem
ungenau ist?
Dussel schrieb:> Die Simulation dauert gefühlte 10> Minuten, dafür stimmen 'measured' und 'simulated' ziemlich genau (+/- 20> MHz) überein - aber die Rechenzeit ist schon arg lang :-(
Ähhh, das ist doch nicht lang. Ich hab' hier Modelle, die benötigen im
3D-Feldsimulator 8, teilweise auch über 20 Stunden.
Dussel schrieb:> wozu soll dann die Schematic-Simulation gut sein, wenn sie so extrem> ungenau ist?
Tja, das frage ich mich schon seit Jahren ;-) Im Zusammenspiel mit der
Messung kannst Du das Modell iterativ anpassen, aber im Alltag ist es
letztlich doch schneller das ganze gleich im Feldsimulatior zu
simulieren.
Dussel schrieb:> wozu soll dann die Schematic-Simulation gut sein, wenn sie so extrem> ungenau ist?
Wenn man Dein Bild anschaut, dann kommt einem in den Sinn, dass TL2 &
TL7 und auch TL11 und TL6 wahrscheinlich miteinander etwas "koppeln"
Wenn Du dort einmal einen verkoppleten microstrip einfügst, wird der
Effekt wahrscheinlich sichtbar und müsste sich in Richtung Deiner
Messungen bewegen.
Der Feldrechner berücksichtigt das wahrscheinlich.
EMU
Hallo
okay, ja ich habe mir natürlich auch schon gedacht, dass die TL11 und 6
sowie 2 und 7 vermutlich ein wenig koppeln. Aber ich hätte nicht
erwartet dass der Effekt so stark ist, denn die gekoppelte Länge ist ja
doch recht klein.
@Matthias
> Ähhh, das ist doch nicht lang. Ich hab' hier Modelle, die benötigen im> 3D-Feldsimulator 8, teilweise auch über 20 Stunden.
ja, hast bestimmt recht, aber ich bin Anfänger in diesem Thema ;-)
Im Anhang habe ich mal ein Bild hochgeladen wie die Simulation mit dem
MoM Feldsolver aussieht. Tendiert eher in Richtung meiner Messung. Was
sagen die Experten dazu, ist diese Simulation gut oder kann ich da noch
mehr verbessern? Ich denke ich muss mein Mesh sicher noch etwas
überdenken. Als Faustregel habe ich mir gesagt: Das Mesh soll 10x
kleiner sein als die kleinste Abmessung meiner Streifenleiter. Also
0.1mm. Ich habe jetzt 0.05 mm verwendet und den Rechner über Mittag
laufen lassen. Ich finde, das Ergebnis sieht schon brauchbarer aus -- ob
man es wohl schafft, dass 'simulated' und 'measured' nahezu perfekt
aufeinander liegen?
