50欧微带线

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两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧

两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧

两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。

但是,在两层板的情况下,就不一样了。

两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。

微带线hfss

微带线hfss

☼驻波比
微带线的设计
设计人:李柯 班级:电科134
学号:201303131
指导老师:王瑞
设计一个阻抗为50欧的微带线
☼ 先使用APPCAD进行微带线的设计确定基本的设计参数
建立基板
基板 材质选择
选择fr-4玻纤板,因为便宜
微带线的建立
地层的建立
微带线的边界
设置微带线边界的过程 单击右键打开Assign Boundary 选择Perfect E(理想导体边导条件)
微带线的端口
☼ 先画好端口, 然后设置端口 的积分线,两 个端口都是一 样的做法,做 积分线的步骤: 右 键 找 到 A s s i n g Excitation→L umped pour , 选择new line
空气盒子
☼ 空气盒子材 质用的air, ☼ 边界条件设 置 为 Radiation( 放射的) ☼ 补充 Ctrl+h 可以隐藏空 气盒子
求பைடு நூலகம்频率
扫描频率
☼扫 描 方 式 用 的 是Fast ( 快 速 扫描), Type用 的 是 linear Count
驻波
☼ 设置驻波:找到Results,右键找到Create Modal Sdution Date Report→Rectangular Plot, 打开后在 Category中选择vswr,其他默认点击new report

50欧阻抗常用的线宽线距

50欧阻抗常用的线宽线距

50欧阻抗常用的线宽线距50欧阻抗常用的线宽线距,是电子电路设计领域中一个重要的概念。

在现代电子产品中,高速传输信号和抗干扰能力都是至关重要的要求。

而适当选择合适的线宽线距,可以实现50欧阻抗的匹配,最大限度地提高电信号的传输质量。

本文将深入探讨50欧阻抗常用的线宽线距,以及其在电路设计中的应用和意义。

一、什么是50欧阻抗在理解50欧阻抗的线宽线距之前,我们首先需要明确什么是50欧阻抗。

在电子电路设计中,阻抗是指电路对电流和电压的响应特性。

而50欧阻抗则是指电路内部的阻抗与外部环境的阻抗之间的匹配关系。

当电路的内部阻抗与外部环境的阻抗匹配时,信号在电路中的传输效果最佳。

二、为什么选择50欧阻抗在电子电路设计中,为什么我们要选择50欧阻抗呢?这是因为50欧阻抗具有以下几个优点:1. 信号传输质量好:50欧阻抗的线宽线距能够实现最佳的信号传输质量,在高速传输时能够减少信号衰减和失真,提高系统的可靠性和稳定性。

2. 抗干扰能力强:50欧阻抗的线宽线距能够抑制信号的干扰和噪声,提高电路的抗干扰能力,保证信号的准确传输。

3. 系统兼容性好:50欧阻抗被广泛应用于许多现代通信和计算设备中,如高速数据传输、通信接口等,因此选择50欧阻抗能够提高系统的兼容性和互操作性。

三、50欧阻抗常用的线宽线距在实际的电路设计中,选择合适的线宽线距是实现50欧阻抗匹配的关键。

50欧阻抗常用的线宽线距一般有以下几种:1. 常规线宽线距:在一般的电路设计中,常用的50欧阻抗线宽线距为6 mil(1 mil = 0.001英寸)和10 mil的组合。

这种线宽线距能够满足大多数常规电路的需求,既能够保证信号的传输质量,又能够降低制造成本。

2. 工业标准线宽线距:在一些特殊的应用场景中,如高速传输和射频电路设计中,采用工业标准的线宽线距能够更好地满足50欧阻抗匹配的要求。

工业标准线宽线距一般是基于特定材料和工艺的要求,具有更高的信号传输质量和抗干扰能力。

两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧

两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧

两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。

如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。

由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。

不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。

电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。

目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。

但是,在两层板的情况下,就不一样了。

两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。

例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。

[资料]50欧微带线

[资料]50欧微带线

微带线的特性阻抗计算方法:0=60Z π≥(W h )这个公式近似度差些,若要求稍微更精确些的计算,可采用下列的计算公式,即01=601+[2(2h 2hZ W WLn e h ππ ≥(W h )+0.94)] 1-r r 2e 1+-110h ++22Wεεε=(1)或者使用另一组计算公式:0068h =60n +h 4h120=hh h +2.42-0.44+-h WZ L W Z W W W π≤≥(),W ,W (1) 本设计中使用r ε=2.3的介质,那么对于不同的W/h ,使用matl ab 编程计算:disp('微带线阻抗计算')er=2.3;wh=1:0.1:10ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh)).^(-0.5);z0=120*pi./(wh+2.44-0.44./wh+(1-1./wh).^6)z1=60*pi*pi*sqrt(1./ee)./(1+pi*wh+log(1+pi/2.*wh))subplot(1,2,1) plot(wh,z0) subplot(1,2,2)plot(wh,z1)得到WH 比为1.95copper:relative permittivity:1relative permeability:0.999991conductivity:58000000 siemens/mmass density:8933Tlines microstrip:MUSBH=1mm,微带线基板厚度为1mmEr=2.3,微带线基板的相对介电常数为2.3Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000Hu=1.0e+0.33mm,表示微带线的封装高度T=0.05mm,微带线的导体层厚度为0.05mm(50um)TanD=0.0003,微带线的损耗角tan=0.0003Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm几种方法:(1)经验公式法(2)手动设置法(3)计算法,需要ADS的计算控件(4)优化法使用经验公式计算得到得到WH比为1.95,实际反射系数很大,S11<-12dB,由圆图可见,微带线特性阻抗偏大。

50欧姆射频电缆结构

50欧姆射频电缆结构

50欧姆射频电缆结构
射频电缆是一种用于传输电信号的特殊电缆,广泛应用于无线通信、电视广播、雷达系统等领域。

50欧姆射频电缆是其中一种常见的规格。

下面将从外观、构造和工作原理三个方面对50欧姆射频电缆进行详细介绍。

外观方面,50欧姆射频电缆通常由外屏蔽层、绝缘层、中心导体和外护套组成。

外屏蔽层是为了阻挡外界干扰信号的进入,通常采用金属网状结构或铝箔包覆。

绝缘层是为了隔离导体与外部环境,常见的材料有聚乙烯、聚氯乙烯等。

中心导体是射频信号的传输通道,一般采用铜线或铜带制成。

外护套则是为了保护整个电缆免受外界物理损伤。

构造方面,50欧姆射频电缆的外屏蔽层和绝缘层之间存在一定的缝隙,这是为了减少电缆的损耗和信号反射。

中心导体与绝缘层之间的间隙则用于保持稳定的电阻值和噪声性能。

此外,50欧姆射频电缆还常常采用同轴结构,即中心导体和外屏蔽层同轴排列,这种结构可以有效地避免信号的泄漏和干扰。

工作原理方面,当射频信号通过50欧姆射频电缆时,信号会在导体和绝缘层之间传播。

由于电缆的特殊构造和材料选择,50欧姆射频电缆可以有效地减少信号的损耗和反射。

同时,电缆的外屏蔽层可以阻挡外界干扰信号的进入,保证信号的传输质量和稳定性。

总结起来,50欧姆射频电缆是一种常见的用于传输电信号的电缆,具有较好的信号传输性能和抗干扰能力。

它的构造和工作原理使其在无线通信和其他相关领域中发挥重要作用。

了解50欧姆射频电缆的结构和工作原理,有助于我们更好地理解和应用这一技术。

双层板50欧阻抗线宽

双层板50欧阻抗线宽

双层板50欧阻抗线宽
双层板是一种常见的电路板结构,由于其较高的密度和较小的尺寸,广泛应用于各种电子设备中。

而阻抗线宽是双层板设计中的一个重要参数,决定了电路板上信号的传输速度和稳定性。

在双层板设计中,50欧阻抗线宽是一种常见的选择。

这种线宽能够在电路板上实现50欧姆的阻抗匹配,以确保信号在传输过程中的稳定性和准确性。

阻抗匹配是为了防止信号在传输过程中受到反射和干扰,从而保证电子设备的正常工作。

在实际的双层板设计中,为了实现50欧阻抗线宽,需要考虑多个因素。

首先是电路板的材料选择,常见的材料有FR-4、高频板材等。

不同的材料具有不同的介电常数和损耗因子,这会对阻抗线宽的设计产生影响。

其次是线宽的布局和走向,需要结合信号传输的路径和布线规则进行合理的设计。

此外,还需要考虑线宽的制造工艺和成本因素,以确保设计的可行性和经济性。

50欧阻抗线宽的选择并非是一成不变的,它会受到具体应用场景和设计要求的影响。

在某些特殊的应用中,可能需要更宽或更窄的线宽来满足特定的电路要求。

因此,在进行双层板设计时,需要全面考虑各种因素,并根据具体情况进行合理的选择。

双层板50欧阻抗线宽是一种常见的设计选择,能够在电子设备中实现稳定和准确的信号传输。

在实际应用中,需要综合考虑多种因
素,并进行合理的设计和布局,以满足具体的电路要求。

只有在合适的线宽选择下,双层板才能发挥其最佳性能,为电子设备的正常工作提供可靠的支持。

微带线的工艺对特征阻抗的影响

微带线的工艺对特征阻抗的影响

微带线的工艺对特征阻抗的影响我们以F4B,介电质常数2.65,厚度0.8mm,损耗正切角0.001,信号层厚度T=0.05,为基准,分别分析各个指标对特征阻抗的影响。

1GHz时,特征阻抗值50欧姆传输线宽度为2.123410mm现在微带线的加工精度大概在0.03mm到0.05mm.。

我们分别进行分析精度为0.03时2.15mm,特征阻抗为49.56欧姆。

偏移0.44欧姆,偏移率0.88%2.09mm,特征阻抗为50.50欧姆,偏移量0.5欧姆,偏移1%。

0.05mm 的加工误差在2.17mm时,特征阻抗Z0=49.31欧姆,偏移0.7欧姆,偏移率1.4%在2.07mm时,特征阻抗Z0=50.81欧姆。

偏移0.8欧姆,偏移率1.6%在精度为0.1mm时2.22mm ,特征阻抗48.59欧。

偏移1.4欧姆,偏移率2.8%2.02mm, 特征阻抗51.6Ω,偏移1.6欧姆,偏移率3.2%生产商板材厚度误差带来的影响。

根据了解到,F4B的厚度误差范围在3%-5%,Rogers的板材厚度误差在2%。

我们使用厚度为0.8mm,我们以5%(0.04mm)的误差进行分析0.76mm,特征阻抗为48.35欧姆。

偏移1.65欧姆,偏移3.3%0.84mm,特征阻抗为51.60欧姆,偏移1.6欧姆,偏移3.2%信号层电镀工艺的影响阻抗线与频率的关系微带线的损耗越低,阻抗越不随频率变化。

123456789010-0.030-0.025-0.020-0.015-0.010-0.005-0.0350.000freq, GHzd B (S (1,2))123456789010-0.03-0.02-0.01-0.040.00freq, GHzd B (S (1,2))。

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微带线的特性阻抗计算方法:
0=60Z π≥(W h ) 这个公式近似度差些,若要求稍微更精确些的计算,可采用下列的计算公式,即 01
=601+[2(2h 2h Z W W Ln e h ππ ≥(W h )+0.94)] 1
-r r 2e 1+-110h ++22W
εεε=(1) 或者使用另一组计算公式:
0068h =60n +h 4h
120=h h h +2.42-0.44+-h W Z L W Z W W W π≤≥(
),W ,W (1) 本设计中使用r ε=的介质,那么对于不同的W/h ,使用matlab 编程计算:
disp('微带线阻抗计算')
er=;
wh=1::10
ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh)).^;
z0=120*pi./(wh+得到WH 比为
copper:
relative permittivity:1
relative permeability:
conductivity:58000000 siemens/m
mass density:8933
Tlines microstrip:
MUSB
H=1mm,微带线基板厚度为1mm
Er=,微带线基板的相对介电常数为
Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1
Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000
Hu=+,表示微带线的封装高度
T=,微带线的导体层厚度为(50um)
TanD=,微带线的损耗角tan=
Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm
几种方法:
(1)经验公式法
(2)手动设置法
(3)计算法,需要ADS的计算控件
(4)优化法
使用经验公式计算得到得到WH比为,实际反射系数很大,S11<-12dB,由圆图可见,微带线特性阻抗偏大。

其坑爹程度令人发指。

手调WH,当WH=时,S11<-40dB,可以求出反射系数为,反射能量为万分之一,满足设计要求。

使用ADS自带计算微带线阻抗,可以得到WH为时,分析得到微带线特性阻抗为欧。

与仿真结果相符。

基本与圆图中心点重合。

设置微带线特性阻抗为50欧,并设计中心频率为4Ghz,使用综合的方法可以得到WH=,回到设计中,设置WH=,这时S11曲线在1到频带内降为-60dB,在到10Ghz频带内仍为-40dB。

新建工程,选择【File】→【New Project】,系统出现新建工程对话框。

在name栏中输入工程:microstrip,并在Project Technology Files栏中选择ADS Standard:Length unit——millimet,默认单位为mm。

单击OK,完成新建工程,此时原理图设计窗口会自动打开。

在原理图设计窗口中选择TLines-Microstrip元件面板列表,并选择MSUB,按照如图所示的方式连接起来。

设置控件MSUB微带线参数
H=1mm,微带线基板厚度为1mm
Er=,微带线基板的相对介电常数为
Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1
Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000
Hu=+,表示微带线的封装高度
T=,微带线的导体层厚度为(50um)
TanD=,微带线的损耗角tan=
Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm
微带线计算控件:选择【Tools】→【LineCalc】→【Start LineCalc】工具来分析综合微带线的特性阻抗。

在Substrate Parameters栏中填入与MSUB相同的微带线参数。

在Component Parameters栏中填入中心频率。

Physical栏中的W和L分别表示微带线的宽和长。

Electrical栏中的Z0和E_Eff分别表示微带线的特性阻抗和相位延迟,点击Synthesize和Analyze栏,可以进行W、L与Z0、E_Eff间的相互换算。

单击工具栏上的VAR 图标,把变量控件VAR放置在原理图上,双击该图标弹出变量设置窗口,依次添加各变量。

在Name栏中填变量名称,Variable Value栏中填变量的初值,点击Add添加变量,然后单击Tune/Opt/Stat/DOE Setup按钮设置变量的取值范围,其中的Enabled/Disabled表示该变量是否能被优化,Minimum Value表示可优化的最小值Maximum Value表示可优化的最大值。

在原理图设计窗口中选择S参数仿真工具栏,Simulation-S_Param。

选择Term放置在微带线两边,用来定义端口1和2,并放置两个地,连接好电路。

选择S参数扫描控件放置在原理图中,并设置扫描的频率范围和步长。

双击S参数仿真控制器,参数设置如下。

Start=0 GHz,表示频率扫描的起始频率为0 GHz。

Stop=5 GHz,表示频率扫描的终止频率为5 GHz。

Step= GHz,表示频率扫描的频率间隔为GHz。

在原理图设计窗口中选择优化面板列表optim/stat/Yield/DOE,在列表中选择优化控件optim,双击该控件设置优化方法和优化次数,常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。

随机法通常用于大范围搜索,梯度法则用于局部收敛。

在优化面板列表中选择优化目标控件Goal放置在原理图中,双击该控件设置其参数。

Expr是优化目标名称,其中dB(S(1,2))表示以dB为单位的S12参数的值。

SimlnstanceName是仿真控件名称,这里选择SP1。

Min和Max是优化目标的最小与最大值。

Weight是指优化目标的权重。

RangeVar[1]是优化目标所依赖的变量,这里为频率freq。

RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述变量的变化范围。

优化完成后,要点击原理图窗口菜单中的Simulate -> Update Optimization Values保存优化后的变量值(在VAR控件上可以看到变量的当前值)
砷化镓介电常数为Aluminum:
relative permittivity:1
relative permeability:conductivity:38000000 siemens/m mass density:2689。

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