Hallo Altiumfreunde, ich habe Altium Version 18 und habe eine schönen Lagenaufbau mit Planes definiert (6 Lagen). Jetzt wollte ich Rules erstellen, damit die Leiterbahnen bestimmte Impedanzen einhalten. So zum Beispiel 90 Ohm. Leider spuckt mir Altium negative Werte aus (-0.5mm z.B.) Hat jemand eine idee wie es zu dieser Situation kommen konnte? Der Lagenaufbau ist übrigens absoluter Standard
Ich glaube nicht daß das was mit dem Lagenaufbau zu tun hat. Eher etwas mit der Formel zur Berechnung.
Das kann sein, aber 90Ohm ist doch nichts ungewöhliches. Das sollte Altium können
Micha schrieb: > So zum Beispiel 90 Ohm. Leider spuckt mir Altium negative Werte aus Ich würde mich sowieso nie auf Altium allein verlassen, sondern mit externen Tools die Impedanz nachrechnen. Besser noch mit 2 oder 3. Du könntest ja deinen Layerstack hier anzeigen, damit man nachrechnen kann - wenn es nicht allzu geheim ist. So aus dem Bauch heraus würde ich sagen, die Impedanz wird höher mit kleinerer Leiterbahnbreite, aber natürlich nicht unter Null. Manche Tools zeigen an, wenn die Werte den Gültigkeitsbereich der verwendeten Näherungsformel verlassen. Sicherer sind Field Solver. Georg
Micha schrieb: > Das kann sein, aber 90Ohm ist doch nichts ungewöhliches. Das sollte > Altium können Das bestimmt, dazu mußt du halt die Formel, nach der berechnet werden soll, richtig parametrieren. Ich hab in diesem Textwust aber nie durchgesehen, und mir das deswegen immer selber berechnet. Das geht schneller.
Und dann mit einer Designrule jeweils für Abstand und Leiterbahnbreite für die Einhaltung gesorgt.
Wühlhase schrieb: > Und dann mit einer Designrule jeweils für Abstand und Leiterbahnbreite > für die Einhaltung gesorgt. Wobei zu beachten ist, dass die nötige Breite auf verschiedenen Lagen i.A. nicht gleich ist. Und Rules sind schön und gut, aber Mitdenken beim Routen schadet auch nicht. Ist nur etwas altmodisch. Georg
Du kannst ja für innere und äußere Lagen jeweils andere Rules definieren, allerdings wird das irgendwann sau umständlich. Aber soviel Mitdenken hätte ich jemandem, der Diff'-Päärchen routen will, auch so zugetraut.
Demnächst muß ich aber auch viele Diff-Päärchen routen (bisher hielt sich das in engen Grenzen), da werde ich mich mal ausführlich damit befassen was Altium diesbezüglich so kann.
Ich hatte keine Idee, wie aus der Formel eine negative Zahl entstehen kann und hab deshalb wirklich blöde Einstellungen im Lagenaufbau ausprobiert. Bisher nur negative Werte wenn ich das Material von Prepreg (bzw Core) auf Surface Material stelle. Ich denke es liegt an den Werten im Lagenaufbau. Schlage vor den eigenen Lagenaufbau zu speichern und einen Preset zu testen. Bei mir kommt mit dem 6Lagen Preset und 90Ohm eine Leiterbahnbreite von ca 0.12mm heraus (Saturn PCB Toolkit kommt auf 0.1mm)
Taz G. schrieb: > Ich hatte keine Idee, wie aus der Formel eine negative Zahl entstehen > kann ... Dann zeig sie einfach mal - wie da eine negative Zahl rauskommen kann, wird sich klären lassen.
Wolfgang schrieb: > Dann zeig sie einfach mal Calculated Trace Width = ((5.98*TraceToPlaneDistance/EXP(CharacteristicImpedance*SQRT(Er+1.41)/87 ))- TraceHeight)*1.25 Es ist überhaub nicht zielführend über die Mathematik oder die Formel zu diskutieren. Fest steht doch, dass in der Theorie die Impedanz nur zwischen Null und Unendlich liegen kann. Natürlich benutzen die Programm Näherungsformeln, die nur für einen gewissen Wertebereich gelten. Mit extremem Werten (z.B. negative Höhe) kann so natürlich auch Blödsinn rauskommen. Mal Formel vergleichen vielleicht wurde sie ja aus Versehen geändert. PS. nach weiteren Spielereien hab ich rausgefunden, dass wenn man die Kupferdicke falsch eingibt statt 0.035mm -> 0.35mm negative Werte rausbekommt. PPS: @Wolfgang die Formel liefert negative Werte wenn TraceHeight größer als der EXP() Ausdruck wird.
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Micha schrieb: > Hat jemand eine idee wie es zu dieser Situation kommen konnte? Mit den geometrischen Randbedingungen gibt es für deine gewünschte Impedanz keine realisierbare Lösung. Hast du schon mal eine zweite Meinung eingeholt? http://www.mantaro.com/resources/impedance-calculator.htm Ohne konkrete Daten ist es schwierig zu sagen, was bei dir (oder ganz eventuell bei Altium) schief läuft. Ändere die Randbedingungen oder deine Anforderungen so, dass der Wert sich Richtung 0 und dann weiter zu realisierbaren Werten verändert, damit du ein Gefühl dafür bekommst, was bei deinem Lagenaufbau realisierbar ist.
Taz G. schrieb: > Es ist überhaub nicht zielführend über die Mathematik oder die Formel zu > diskutieren. Bestimmt doch? Wenn die Formel das Problem ausreichend gut beschreibt, liegt es an Naturgesetzen, die du nicht ändern kannst. Wenn in der Formel ein Fehler steckt, würde sie nicht in verschiedenen Quellen und Tools auftauchen, weil gewöhnlich irgendwann mal jemand drübert stolpert. Insofern bestehen gute Chancen, dass sich die Formel als funktionierend bewiesen hat. Selbst falls Näherungen drin stecken, was in diesem Fall nicht so aussieht, funktioniert sie dann, solange man sich nicht aus dem Bereich bewegt, für den sie als (ausreichend) gut befunden wurde. Die Kurvendiskussion als mathematisches Hilfsmittel zur Bestimmung von Lösungsmengen verrät dir genau, was machbar ist. Du kannst natürlich versuchen, trotzdem das Perpetuum mobile zu erfinden oder das Gold der Alchemisten zu erzeugen, aber nützen wird es dir nichts.
Taz G. schrieb: > PPS: @Wolfgang die Formel liefert negative Werte wenn TraceHeight größer > als der EXP() Ausdruck wird. Mit anderen Worten: Wenn man den Gültigkeitsbereich verlässt (der hoffentlich irgendwo dokumentiert ist). Als ich die Problembeschreibung las, war mein erster Gedanke allerdings, dass es an der unterschiedlichen Bedeutung von Punkt und Komma in D und US bei irgendwelchen Maßangaben liegen könnte. Windows wandelt das ja gelegentlich ineinander um, und man kann nie sicher sein, wann das passiert und wann nicht.
nachtmix schrieb: > Als ich die Problembeschreibung las, war mein erster Gedanke allerdings, > dass es an der unterschiedlichen Bedeutung von Punkt und Komma in D und > US bei irgendwelchen Maßangaben liegen könnte. Guck dir den oben von mir verlinkten Online Rechner an. Unter "Microstrip Zo" kann man sich zu gegebener Leiterbahnbreite die resultierende Impedanz ausrechnen lassen. Unter der Annahme, dass die Autoren es hingekriegt haben, die Defaultwerte richtig einzutragen, kann man die Breite immer in vollen Millimetern Schritt für Schritt verringern und sieht, wie die berechnete Impedanz steigt. Mit Komma und Punkt hat man dabei absolut nichts zu tun, solange man die Finger von den Werten läst und nur ganzzahlige Breiten eingibt. Notfalls muss man selber mal seinen Kopf benutzen und die Zahlen zumindest überschlagsweise berechnen. Mit den vorgegebenen Layerdaten erhält man bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. Mit den Randbedingungen des TO liegt anscheinend 90Ohm schon außerhalb des Machbaren.
nachtmix schrieb: > Mit anderen Worten: Wenn man den Gültigkeitsbereich verlässt (der > hoffentlich irgendwo dokumentiert ist). Was willst du da groß dokumentieren? Wenn die Formel die Physik richtig beschreiben und dabei raus kommt, dass man mit einer negativen Breite die gewünschte Impedanz erreichen würde, ist das erstmal so. Ob diese negative Breite irgendwie realisierbar ist, steht auf einem anderen Blatt. Und wenn es dir nicht gelingt, negative Breiten aus dem Hut zu zaubern, wirst du diese Impedanzwerte nicht erreichen. Deswegen kann die Formel trotzdem gültig sein. Negative Widerstände gibt es auch - wirf einen Blick auf die Kennlinie einer Tunneldiode.
Taz G. schrieb: > Calculated Trace Width = > ((5.98*TraceToPlaneDistance/EXP(CharacteristicImpedance*SQRT(Er+1.41)/87 > ))- TraceHeight)*1.25 Es ist verständlich, dass da ein negativer Ausdruck für die Breite der Leiterbahn herauskommt, wenn TraceHeight zu groß wird, denn das bedeutet letzlich eine zu dicke Leiterbahn, die erhebliche Randkapazitäten hat, welche die sogar die Kapazität direkt unter der Leiterbahn überschreiten können. Der physikalisch mögliche Extremfall wäre eine hochkant stehende hauchdünne Folie, die natürlich immer noch Kapazität und daher einen relativ niedrigen Wellenwiderstand hat. Durch die zu hohe Kapazität würde die gewünschte CharacteristicImpedance unterschritten, und dann liefert die Formel eben physikalisch sinnlose Werte für die Breite. In Grenzen kann man das reparieren, indem man den Abstand zur Massefläche vergrössert, oder ein Material mit kleinerem Er verwendet, oder einen niedrigeren Wellenwiderstand zulässt.
Wolfgang schrieb: > Wenn die Formel die Physik richtig beschreiben Das tut aber keine Näherungsformel für die Impedanz, i.A. sind das "gefittete" Gleichungen, d.h. die Gleichung wird so angepasst, dass sie reale Messwerte in einem bestimmten Bereich der Parameter mit einer gewissen Genauigkeit wiedergibt. In diesem Bereich der Parameter ist die Formel anwendbar, ausserhalb werden die Ergebnisse immer ungenauer bis zur Unbrauchbarkeit. Daher kommen dann auch seltsame Koeffinzienten vor wie z.B. exp[(-1.886]x² + 1.4177x - 5.5142)y] aus "Transmission Line Design Handbook" (der Bibel zu dem Thema) Die Maxwellschen Gleichungen sind eben normalerweise nicht geschlossen lösbar, sichere Ergebnisse für beliebige Konfiguration bekommt man nur mit einem Field Solver. Georg
georg schrieb: > In diesem Bereich der Parameter ist die > Formel anwendbar, ausserhalb werden die Ergebnisse immer ungenauer bis > zur Unbrauchbarkeit. Hier ist es aber offensichtlich nicht so, dass da irgendetwas immer ungenauer wird, sondern mit abnehmender Breite der Leiterbahn wird die Impedanz immer höher und erreicht bei einer Breite von 0 den höchsten, mit diesem Lagenaufbau und dieser Leiterkonfiguration realisierbaren Wert. Wenn man sich jetzt in den Kopf setzt, mit diesem Lagenaufbau und dieser Leiterkonfiguration eine höhere Impedanz realisieren zu wollen, geht das eben nicht. Mit ansteigenden Fehlern eine Näherungslösung an den Grenzen des Gültigkeitsbereiches hat das überhaupt nichts zu tun. Wasser in flüssiger Form kannst du bei Normaldruck auch nicht über 100°C erhitzen - basta. > Die Maxwellschen Gleichungen sind eben normalerweise nicht geschlossen > lösbar Ja und. Trotzdem kann man eben z.B. über eine nummerische Berechnung der Feldverläufe eine beliebig genaue Lösung angeben und wenn man die dann hat, auch als "empirisches Modell" in eine Formel gießen. > Daher kommen dann auch seltsame Koeffinzienten vor > wie z.B. ... Was hat die Gleichung mit dem Problem des TO zu tun? Natürlich kannst du jedes Problem durch ein Polynom beliebigen Grades approximieren, mal abgesehen davon, dass Polynome für solche Nährungen nicht immer unbedingt die beste Wahl sind, weil sie bei höherem Grad zwischen den Fixpunkten böse zappeln können.
Wolfgang schrieb: > georg schrieb: >> In diesem Bereich der Parameter ist die >> Formel anwendbar, ausserhalb werden die Ergebnisse immer ungenauer bis >> zur Unbrauchbarkeit. > > Hier ist es aber offensichtlich nicht so, dass da irgendetwas immer > ungenauer wird, sondern mit abnehmender Breite der Leiterbahn wird die > Impedanz immer höher und erreicht bei einer Breite von 0 den höchsten, > mit diesem Lagenaufbau und dieser Leiterkonfiguration realisierbaren > Wert. Wenn man sich jetzt in den Kopf setzt, mit diesem Lagenaufbau und > dieser Leiterkonfiguration eine höhere Impedanz realisieren zu wollen, > geht das eben nicht. Mann Wolfgang, was für ein Gelabber. Du widerspricht dir ja selber. Du gibts einen Recht und Unrecht zugleich. In der Theorie bewegt sich die Kapazität zwischen Null und Unendlich kann aber nie (in der Theorie) negativ werden. Du hast ja schon erkannt bei Leiterbahnbreiten Richtung 0 geht die Kapazität gegen 0 und die Impedanz gegen Unendlich. Nun halte die Leiterbahnbreite konstanz und verringere den Abstand gegen 0 Kapazität geht gegen Unendlich und Impedanz gegen 0. Die Formeln sind, wie Georg und ich schon schrieben und wie Du selber schon erkannt hast das sie nicht richtig die Physik wiederspiegeln Näherungsformeln. Der anwendbare Wertebereich wäre schon interessant z.B. ab wann beträgt der Fehler mehr als 1% (siehe Standartabweichung Sigma)?. Wolfgang schrieb: > Mit den vorgegebenen Layerdaten erhält man > bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. > Mit den Randbedingungen des TO liegt anscheinend 90Ohm schon außerhalb > des Machbaren. Ja er braucht nur 90 also mach die Leiterbahn breiter, hast noch nicht verstanden das die Impedanz runtergeht wenn die Breite zunimmt. > bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. richtig aber es geht darunter. 90 ist kleiner als 110
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Taz G. schrieb: >> bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. Mit anderen Parametern, Geometrien oder Materialien gibt es schon Leitungen mit höherer Impedanz, aber höher als die "Impedanz des Vakuums" kann sie nicht werden, die ist näherungsweise Z0 ≈ 376,7303135 Ω (Wikipedia). Für praktisch alle technischen Anwendungen liegt die geforderte Impedanz zwischen 50 und 120 Ohm. Georg
Taz G. schrieb: > Der anwendbare Wertebereich wäre schon interessant > z.B. ab wann beträgt der Fehler mehr als 1% (siehe Standartabweichung > Sigma)?. Anmerkung dazu: ganz so genau muss es nicht sein. Einen Hersteller, der die Impedanz einer Leiterbahn auf besser als 5% fertigen und garantieren kann wird man lange suchen müssen. Eine solche Abweichung ist aber meistens noch tolerierbar. Es gibt da einfach zu viele Abweichungen von Leiterbahndicke und Breite, der Dicke von Core und Prepreg, Verhältnis Glas zu Harz usw. Wenn die sich im Worst Case ungünstig addieren kann man nichts machen als die Platinen wegwerfen und eine neue Charge fertigen. U.a. deswegen ist kontrollierte Impedanz auch teuer. Noch eine Anmerkung: ohne kontrollierte Impedanz (Fertigungsoption) ist das ganze sowieso ein Glücksspiel, und wenn die Leitungen nicht den Anforderungen entsprechen kann man sie nicht reklamieren. Selbst nachzumessen ist auch nicht so einfach, mit einem Multimeter geht das nicht. Georg
georg schrieb: > Taz G. schrieb: >>> bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. Vorsicht beim zitieren, nicht ich habe das geschrieben sondern ich habe das zitiert. Und die 110Ohm beziehten sich auf das Online Tool mit den weiter oben angegeben Werten. Aber der Rest ist absulut Ok auch den Hinweis auf die 5% vom Hersteller finde ist gut. PS: mein Beispiel mit 1% zielte generell auf Nähungsformeln hin. Dass man meinen einen Wertebereich angibt in dem die Standardabweichung beispielsweise kleiner ein, zwei oder drei Sigma beträgt oder hier im konkreten Fall die genannten 5%.
ungeachtet (da nicht gelesen) alles bisher geschriebenen: Micha schrieb: > Leider spuckt mir Altium negative Werte aus > (-0.5mm z.B.) > Hat jemand eine idee wie es zu dieser Situation kommen konnte? Ist es möglich, dass die Formel eine andere Längeneinheit erwartet, als Du ihr gibst? (inch oder mil statt mm oder umgekehrt) ? Ich hatte (an anderer Stelle) auf jeden Fall schon mal gewisse Irritationen mit verschiedenen Längeneinheiten in Altium (ist lang her, ich weiß nicht mehr genau, wo...)
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Taz G. schrieb: > Ja er braucht nur 90 also mach die Leiterbahn breiter, hast noch nicht > verstanden das die Impedanz runtergeht wenn die Breite zunimmt. >> bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. > richtig aber es geht darunter. 90 ist kleiner als 110 Quatschkopf Dir ist schon klar, dass der TO einen anderen, allerdings geheimen, Lagenaufbau haben könnte als das o.g. Online Tool mit den eingetragenen Default-Werten und seine Formel offensichtlich bereits bei einer Wunschimpedanz von 90Ω eine negative Breite liefert, während mit den Default-Werten beim Tool Impedanzen bis 110Ω realisierbar sind? M.A. S. schrieb: > Ist es möglich, dass die Formel eine andere Längeneinheit erwartet, als > Du ihr gibst? (inch oder mil statt mm oder umgekehrt) ? Die Formel ist invariant gegen die Längeneinheit, weil die Einheit sowohl im Zähler als auch im Nenner auftritt und sich folglich kürzen lässt. Für die Impedanz kommt es auf die Verhältnisse an.
georg schrieb: > Taz G. schrieb: >>> bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. > > Mit anderen Parametern, Geometrien oder Materialien gibt es schon > Leitungen mit höherer Impedanz, Zitiere doch bitte den richtigen und vollständig. Die 110Ω bezogen sich auf die Impedanz in Abhängigkeit von der Breite, wobei ansonsten die Default-Werte des Tools nicht geändert wurden. Natürlich geht es auch anders - bis zum Vakuum, aber das besitzt mindestens ein anderes eps_r ... Wolfgang schrieb: > Mit den vorgegebenen Layerdaten erhält man > bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht.
Wolfgang schrieb: > Quatschkopf > > Dir ist schon klar, dass der TO einen anderen, allerdings geheimen, > Lagenaufbau haben könnte als das o.g. Online Tool mit den eingetragenen > Default-Werten und seine Formel offensichtlich bereits bei einer > Wunschimpedanz von 90Ω eine negative Breite liefert, während mit den > Default-Werten beim Tool Impedanzen bis 110Ω realisierbar sind? Ich erhalte beim Online Tool mit seinen default Werten (nicht mit den vorgegeben Werten hier aus dem Forum) eine Trace Width von 1.281mil (siehe Screenshot). Vergleich mal die Werte ob wir mit den gleichen Vorgaben rechnen. PS: Bei diesem Tool ist der Gültigkeitsbereich angegeben. "Note: valid for (w/h) from 0.1 to 3.0"
Wolfgang schrieb: > Wolfgang schrieb: >> Mit den vorgegebenen Layerdaten erhält man >> bei 0mm Breite eine Impedanz von 110Ohm - darüber gehts nicht. Ich denke da haben wir aneinander vorbei geredet, ich habe ganz oben den 6Lagen Preset als Referenz genannt, um nicht mit einem 'geheimen' Lagenaufbau des TOs zu rechnen. Und wie schon genannt bekomme ich 90Ohm bei ca. 0.12mm Leiterbahnbreite heraus. Sorry falls missverständlich, nochmal gerechnet mit den Altium 6Lagen Preset Werten nicht mit den default Werten des Online Tools.
Wenn man die Impedanz wirklich garantiert haben will, dann wird es teuer. Die richtige Leiterbreite muss man sich vom Boardhersteller berechnen bzw. bestätigen lassen. Der macht dann Panels(18inchx24inch) auf dem nur Boards eines Auftrags sind. Zusätzlich macht er eine Testleitung auf das Panel. Das Panel kostet natürlich gleich mal mehrere hundert Euro. Nachdem die Boards fertig sind, misst er die Impedanz mit einer speziellen Probe. Gegen Geld bekommt man dann die Messergebnisse des Board-Herstellers. Man kann auch selber eine Teststruktur mit Steckeranbindung auf das Board machen. Reklamieren kann man dann aber nur, wenn man die Impedanz spezifiziert hat.
Helmut S. schrieb: > Gegen Geld bekommt man dann die Messergebnisse des > Board-Herstellers Geld zahlt man für "kontrollierte Impedanz" ja sowieso, das ist die Lieferung eines Coupons mit den Messwerten üblich. Nur mit der Aussage "das hat schon seine Richtigkeit" würde ich mich nicht zufrieden geben. Bei uns in der Fertigung steht extra so ein Coupondrucker neben dem Impedanzmessgerät. Das ist i.A. nicht nur ein Messwert, sondern das Diagramm aus dem Time Domain Reflektometer. Es ist ja auch durchaus von Interesse, ob die Leiterbahnen nun 98 oder 103 Ohm haben. Georg
Taz G. schrieb: > Ich erhalte beim Online Tool mit seinen default Werten (nicht mit den > vorgegeben Werten hier aus dem Forum) eine Trace Width von 1.281mil > (siehe Screenshot). Der Lagenabstand beträgt dann 0,12 mm ... > Vergleich mal die Werte ob wir mit den gleichen Vorgaben rechnen. Passt
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