verteilte Bauelemente erstellen/ berechnen (Altium)

[Dominic (Gast)]

Hallo zusammen, wir haben im Pool Altium Lizenzen, die wir (neben KiCAD) 
nutzen können.

Ich möchte gerne verteile Bauelemente erstellen bzw. einfügen 
(Kapazitäten). Geht das mit Altium?. Bzw welche Layout-Software kann 
das? (Wie man die Leitungsimpedanz eines Trace berechnet weiß ich).

[Taz G. (taz1971)]

Was sind verteilte Bauelemente ?
In Altium besteht ein Bauteil (Component) im einfachen Fall aus einem 
Symbol und einem Footprint.

[H. Eggert (Gast)]

Es wäre gut, wenn Du Näheres zu Euren Projekt ausführen könntest.

Altium erlaubt Impedanz-geführtes Layout durch Erstellen eines Impedance 
Profile im Layer Stack Manager.

Man muß sich allerdings klar sein, welcher Ansatz in der Anwendung 
sinnvoll ist.

Bei zweiseitigen Bords geht nur Microstrip wo die Leitungen für eine 
gewählte Impedanz eine Groundplane auf der gegenpberliegenden Seite 
benötigen. Impedanzen variieren mit der Leiterbahnbreite und 
Dielektrische Konstante der Bord. Praktisch möglich sind bei FR4 wegen 
Leitungsbreite Begrenzungen Impedanzen bis knapp über 120 Ohm, nach 
unten bestehen nur praktische Erwägungen. Die Dicke und die Art des 
Dielektrikum bestimmen maßgeblich die Leiterbahnbreite für eine gegebene 
Impedanz und unterliegen praktischen Erwägungen. Dünnere Bords erlauben 
schmälere Leiterbahnen für eine gegebene Impedanz und leichteres 
Verbinden mit ICs. Impedanz-konforme Übergänge mit niedrigen Stoßstellen 
von Microstripline zu Steckverbindern benötigt auch viel Erfahrung und 
geeignete Komponenten.

Die Industrie stellt hochwertige Mikrowellen Substrate mit niedrigen 
Verlusten in zahlreichen Variationen her. FR4 hat gegen höheren 
Frequenzen hin höhere Verluste wie Mikrowellensubstrate wie z.B. Rogers 
Duroid.

In Multi-Layer Bords hat man die Möglichkeit sogenannte Stripline 
Strukturen zu erstellen. Stripline ist zu Microstrip insofern 
unterschiedlich, daß der Leiterzug im Inneren der Bord eingebettet ist 
und die Impedanz durch diesen Sandwich bestimmt wird.

Ferner hat man die Möglichkeit zu sogenannten ko-planaren Strukturen wo 
der Leiterzug mit Masse ganz dicht umrandet ist. Das funktioniert auch 
mit einseitig beschichteten LP.

Das Thema ist komplex und mit viel Theorie behaftet. Deshalb solltet ihr 
die Thematik gründlich studieren und Recherchen machen. Geht zu den 
Webseiten wie Rogers z.B. und geht deren App Notes und White Papers 
durch. Auch sonstwo findet man viel zum Thema im Internet.

Wenn die Frequenzen hoch genug sind, kann man mit Leiterbahnstrukturen 
viele funktionsäqivalente Komponenten sinnvoll erzeugen. Man kann z.B. 
Drosseln, Induktoren, Kondensatoren, Impedanztransformationen, 
Tiefpassfilter, Breitbandabschlüsse, Transmission Line Koppler, 
Hybridstrukturen, k.g. alles Mögliche lässt sich so konstruieren. Aber 
das geht am Besten mit Mikrowellen CAD Programmen.

Das Arbeiten mit solcher Technik benötigt viel Erfahrung, Lehrgeld, 
geeignete Materialien und einen gut ausgerüsteten Mikrowellen 
Meßgerätepark.

[Wühlhase (Gast)]

Taz G. schrieb:
> Was sind verteilte Bauelemente ?

Gute Frage. Würde mich auch mal interessieren was er damit meint.

[Dominic (Gast)]

H. Eggert schrieb:
> Es wäre gut, wenn Du Näheres zu Euren Projekt ausführen könntest.

Danke schon mal für deine sehr ausführliche Antwort :) Das nutze ich 
aktuell auch schon. Für ein Filter-Design suche ich allerdings eine 
Software, mit der ich verteilte Komponenten zeichnen und ggf. auch 
direkt berechnen kann.

Koplanare Strukturen gehen schon in die richtige Richtung.

H. Eggert schrieb:
> Wenn die Frequenzen hoch genug sind, kann man mit Leiterbahnstrukturen
> viele funktionsäqivalente Komponenten sinnvoll erzeugen. Man kann z.B.
> Drosseln, Induktoren, Kondensatoren, Impedanztransformationen,
> Tiefpassfilter, Breitbandabschlüsse, Transmission Line Koppler,
> Hybridstrukturen, k.g. alles Mögliche lässt sich so konstruieren. Aber
> das geht am Besten mit Mikrowellen CAD Programmen.

Genau das ist es. D.h. Altium kann es eher nicht. Aktuell nutze ich 
multi physics bzw Ansoft für Berechnungen, das ist aber eher 
umständlich. Hast du eine Empfehlung? Danke schon mal :).

Zur Veranschaulichung habe ich euch, die ihr danach gefragt habe, ein 
Bild angehängt.

[Wühlhase (Gast)]

Nee...das kann Altium leider nicht.

[H. Eggert (Gast)]

Es gibt einige kostenlose Mikrowellen CAD Programme. Eines davon ist 
PUFF:

https://www.pa3fwm.nl/software/puff/

Andere fallen mir momentan nicht ein.

Altium hat eine gute Feature und die ist die Listendarstellung von 
Polygons. Wenn z.B. ein anderes CAD Programm die geometrischen Eckpunkte 
einer Flächenstruktur errechnet, lassen sie sich in Altium übernehmen 
und erlauben exakte Duplikation von Mikrowellenstrukturen.

Schau auch in die UKW Berichte. Da sind viele Mikrowellen CAD Beiträge 
mit freien Mikrowellen CAD-Programmen. Es lohnt sich da reinzusehen.

[Wühlhase (Gast)]

Dann besser als DXF ex- und imortieren, und am besten gleich als 
richtiges Bauteil anlegen.

[Gerhard H. (ghf)]

Aus Keysight ADS oder Genesys geht's via dxf jedenfalls
besser als über Gerber.
Nacharbeiten wie Polygone mit Kupfer füllen, von Altium
erfundene Verbindungen wegmachen und so bleiben halt übrig
und sind lästig. Immerhin bringt dxf die Eckpunkte sauber
rüber.
Aber ohne eigene Lizenz, nur so als Trittbrettfahrer
kommt das sowieso selten vor.

ADS kann's aber. Ein paar andere Möglichkeiten habe ich
in dem unsäglichen Qucs-thread nebenan genannt.


Ach ja. Konzentrierte Bauelemente sind Spulen, Kondensatoren,
Widerstände, deren mechanische Abmessungen auf der Betrieb-
frequenz keine Rolle spielen.
Verteilte Bauelemente hingegen leben von ihren Abmessungen,
wie lambda/4-Resonatoren, Transformationsleitungen, Haarnadel-
filter und so.

Gerhard

[W.S. (Gast)]

Wühlhase schrieb:
> Gute Frage. Würde mich auch mal interessieren was er damit meint.

Verteilte Bauteile, also Elektronik für Hochfrequenz-Anwendungen, 
bestehend aus Leiterzügen bestimmter Geometrie. Ist für Filter, 
Übertrager und so im GHz Bereich gut.

Sowas kennen eigentlich alle gewöhnlichen EDA-Systeme nicht. Sowas 
können Programme wie der Ansoft Designer oder Sonnet, aber deren 
Ergebnisse in ein normales EDA-Programm hineinzulöffeln, ist eine 
erhebliche Schwierigkeit.

W.S.

[Wühlhase (Gast)]

W.S. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> Gute Frage. Würde mich auch mal interessieren was er damit meint.
>
> Verteilte Bauteile, also Elektronik für Hochfrequenz-Anwendungen,
> bestehend aus Leiterzügen bestimmter Geometrie.

Ja, das kenne ich, da hat mir die Antwort von Dominic aber auch 
gereicht.