Moin liebe Freunde der Sonne, ich versuche einen TFR (Thin Film Resistor) in CST zu simulieren. Dabei geht es darum Widerstände herzustellen. Für den gezeigten 200 Ohm Widerstand verwende ich "Ohmic sheet" (100 OPS)bei einer Dicke von 2um und als Substrat Rogers (er= 3.55). Der Abschluss hat eine Wellenimpedanz von 50 Ohm (Kupfer-Microstripline). Die Transmission liegt im Bereich -30dB - -60dB und ist somit viel zu gering. Der Background ist normal und die Boundaries sind open. Das Seltsame ist, dass selbst bei einer kompletten Abdeckung der Widerstandsschicht mit Kupfer ich kaum Transmission erhalte. Hat jemand hierbei schon Erfahrung gemacht? Beste Grüße
Hi Moody, Wenn der abackground Normal ist, dann fehlt meiner Meinung nach die Massefläche - was du da gebaut hast, sind dann keine Microstrips. Setze die Boundary Conditions überall auf PEC, und oben auf 'open (add space)'. Dann sollte es funktionieren. Gruss Tobias
Oh Entschuldigung, da habe ich zweimal das selbe Bild hochgeladen. Unten habe ich noch eine Massefläche hinzugefügt, was man auf den anderen Bildern nicht erkennt.
ich würd die Ports als 'full plane ports' definieren. Oben hast du 'open (add space)'?
bei Zmin habe ich electric. Der Rest ist open ohne "add space". Meinst du mit 'full plane ports', plane wave ports ? Diese sind Waveguide ports.
mach mal mit 'add space' bitte. Ich simuliers nachher auch noch schnell ;-)
Ich habe jetzt bei Z_max add space hinzugefügt. Zusätzlich habe ich jetzt zwei Meshzellen auf der Höhe der Widerstandsschicht, anstatt einer.
>Das Seltsame ist, dass selbst bei einer kompletten Abdeckung der
Widerstandsschicht mit Kupfer ich kaum Transmission erhalte.
Also die Leiterbahn aus durchgehend solidem Kupfer laesst auch nichts
durch ? Schau dir mal die Gitterung an. Macht die sinn ?
Schau dir doch mal die Felder an, dann ist vielleicht ersichtlich wo die
Leistung hingeht. Ich weurd sagen, sie wird abgestrahlt.
Gorch F. schrieb: > Also die Leiterbahn aus durchgehend solidem Kupfer laesst auch nichts > durch ? Jawohl, selbst wenn die Widerstandsschicht als 0 eingestellt wurde. Das Feld der Portmoden ist jeweils in Ordnung. Bei der Gitterung bin ich mit nicht sicher, wonach kann ich diese bewerten?
Wieviele Gitter Zellen sind's denn ? Eine Dicke von Null geht natuerlich nicht. Mach mal die Trace alles Kupfer, Ohne widerstand, und zB 50u dick. Und dann schau dir die 3D E- & H-Felder an. Ich arbeite jeweils im Timedomain Solver. Und dann schauen wir den Widerstand an. Dh die Felder mit dem widerstand wieder drin.
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Bearbeitet durch User
So wie versprochen hab ich das kurz nachgebaut. Habe mal RO4350B der Dicke 0.5mm genommen und einen Microstrip der Breite 1.1mm simuliert. Die Ports habe ich als 'full plane' verwendet, denke aber, das sollte keinen grossen Unterschied machen. Habe sowohl den FD als auch den TD solver benutzt, wobei der FD wesentlich schneller läuft. Beide liefern die selben Resultate, wenn du kannst würde ich also den FD-Solver benutzen. Zudem habe ich noch 'normalise Impedance to 50 Ohms' angehakt, dann passt es ziemlich gut.
Hier mal noch mit einem eingebauten Widerstand. Es schient zu funktionieren ;-) Wichtig: ich habe unten keine Massefläche hin gemalt, sondern diese wird durch die Boundary Conditions gebildet.
Die S-Parameter ganz ohne Widerstandsschicht waren soweit angemessen. Das mit den E/H Feldern spare ich mir für Montag auf, per Remote von zuhause ist mir das zu langsam. Ich versuche es jetzt nochmal mit full plane und ca. 95.000 Mesh-Zellen. Ich habe nach dem Einsatz von deutlich mehr Mesh-Zellen gemerkt,dass das Ergebnis auf jeden Fall mehr mit der Realität zu tun hat als alles andere davor. Tobias P. schrieb: > Wichtig: ich habe unten keine Massefläche hin gemalt, sondern diese wird > durch die Boundary Conditions gebildet. Wieso kann man das so einfach machen ?
Moody schrieb: > Wieso kann man das so einfach machen ? wieso sollte das nicht gehen? Das geht natürlich nur, wenn unten auch wirklich nur 1 Massefläche ist. Du siehst in meinem Beispiel ja, dass es geht. Die Breite des 50 Ohm Microstrips habe ich mittels Txline (AWR) berechnet, der Port Mode Solver gibt 49.... Ohm für die Line Impedance an, also mehr als ausreichend genau :-) 95000 Mesh-Zellen? ich weiss nicht mehr, wie viele ich hatte. Mir erscheint das aber als viel. Bei mir ist die Simulation in <1min durch gelaufen. So ein einfaches Problem müsste eigentlich nicht viele Zellen benötigen. Über die Breite des Microstrips sind es ja ca. 10 Zellen, wenn man im Screenshot zählt. Passt.
Tobias P. schrieb: > wieso sollte das nicht gehen? Das geht natürlich nur, wenn unten auch > wirklich nur 1 Massefläche ist. Würde es dann nicht ausreichen, wenn nur unten Et=0 eingesetzt wird? Verstehe nicht so ganz, wieso du an den Seitenwänden auch diese Randbedingung angegeben hast. Mich würde auch interessieren welche Maße dein Widerstand hat. Wie hast du deine Mesh-einstellungen gesetzt,sodass du über die Breite der Microstripline eine höhere Mesh-dichte hast?
Moody schrieb: > Würde es dann nicht ausreichen, wenn nur unten Et=0 eingesetzt wird? > Verstehe nicht so ganz, wieso du an den Seitenwänden auch diese > Randbedingung angegeben hast. würde schon genügen, aber a) macht es keinen grossen Unterschied, behaupte ich jetzt mal (habe es nicht verifiziert) b) 'open' oder 'open add space' verlängert die simulationszeit sehr c) die Baugruppe könnte ja in ein Gehäuse eingebaut werden, dann hast du ja auch wieder Metallwände Die Mesheinstellung habe ich auf dem Standardwert belassen mit 10 Zellen pro Wellenlänge. Zudem war Adaptive Mesh Refinement aktiviert.
Meine Ergebnisse sind jetzt hinsichtlich der Transmission definitiv besser geworden, bei hohen Frequenzen ist diese immer noch recht schlecht. Für sehr niedrige Frequenzen komme ich aber schon näherungsweise auf die richtigen Widerstandswerte. In den nächsten Tagen werde ich diesen Aufbau nachbauen und schauen, was meine Ergebnisse sind.
das ist hoch interessant was ihr hier macht!! Könntet ihr, wenn die Simulation stabil läuft, einmal die S-Parameter posten von ganz normalen SMD-Rs so wie man sie bei mouser, digikey oder bei den Chinesen kaufen kann./0201, 0402, 0603 / Solche parasitics Daten findet man nämlich für obige Rs nicht, man findet sie nur für die sehr teuren Vishay 40-50GHz Typen Hier was man bei Vishay findet https://www.vishay.com/docs/60107/freqresp.pdf Besonders interessieren würde mich, wie sich die parasitics ändern, wenn man Widerstände mit Dünnfilm nach unten auf eine Leiterbahn lötet, im Vergleich zum normalen auflöten. Erstellen möchte ich eine Tabelle wie Table 1 in der Publikation. Das Modell aus den S-Paramatern (.s2p-Format)zu extrahieren könnte ich selbst Wäre schön wenn das klappen könnte :-) Eric PS: ich habe leider kein CST oder Zugang zu selbigem
Die SMD Widerstande kann man nicht simulieren, da man die Struktur nicht kennt. Da wird ein Metallfilm auf einen Keramikkoerper aufgedampft, und mit dem Laser soviel weggebrannt, dass es passt. Dann mäandert der Film eben etwas vor sich hin und ist irgendwie induktiv. Da bleibt nur messen, und hoffen, dass Komponenten von derselben Rolle aehnliche Werte besitzen.
Tor Fstock schrieb: > Die SMD Widerstande kann man nicht simulieren das stimmt schon was Du schreibst, drum werden ja bei den 40GHz-Widerständen auch nur die Ränder in Stufen belasert und es werden keine Schnitte (quer) oder "Haken" eingelasert Dennoch wäre die obige Frage eines "idealen films" mit seinen parasitics in wrap oder flip Konfiguration interessant zu kennen Wenn das mal einer simuliert wäre das nicht schlecht EMU
40 Gigaher(t)z!! ;--O Kann man sowas als Bastler überhaupt noch beherrschen? Was nimmt man denn da als aktives Element? Gunndioden?? mfg
~Mercedes~ schrieb: > 40 Gigaher(t)z!! ;--O naja, man lässt ja dabei die Kirche im Dorf, und nimmt die "guten" Widerstände bei 18GHz weil sie weniger parasitics haben ~Mercedes~ schrieb: > Kann man sowas als Bastler überhaupt noch beherrschen? > Was nimmt man denn da als aktives Element? Man bekommt heute durch Travelling Wave Verstärker/distributed amplifier/ Kettenverstärker bis 30GHz und höher Hier Marki bis 26.5GHz https://www.markimicrowave.com/amplifiers/amplifiers-products.aspx#lo-driver-surface-mounts EMU
Kleines Update: Die Verluste in der Simulation über der Widerstandsschicht,die noch von Kupfer bedeckt unter der Mikrostreifenleitung liegt, waren immer noch zu groß. Erste Messungen mit dem Network Analyzator (DNA) ergaben Hinweise, dass diese Verluste in diesem Ausmaße real nicht existent sind.
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