Impedenza e perdite

Per ogni classe di net e layer di instradamento trova la geometria della traccia dallo stackup (i layer esterni sono microstrip, i layer interni sono stripline tra il rame più vicino sopra e sotto), poi l'impedenza (microstrip Hammerstad-Jensen, stripline Wheeler, coplanare a terra con mappatura conforme con lo spessore del rame e le pareti laterali, tutto non rivestito; la forma coplanare si colloca entro il 4% del risolutore di campo da un core da 0,08 mm a uno da 0,21 mm), la larghezza che soddisfa il target e la capacità di corrente IPC-2221. agentee show <board> stampa tutto in JSON.

Con solver = "field" la classe viene verificata dal solver di campo 2D: una risoluzione di Laplace a differenze finite basata su nodi su una mesh graduata, eseguita sulla GPU tramite wgpu, con spessore del rame, solder mask, masse coplanari e coppie incluse. Su riferimenti esatti si attesta entro lo 0,5% della stripline a spessore zero di Cohn e lo 0,4% della microstrip di Hammerstad-Jensen. Quando la classe non è nel target, la verifica suggerisce la larghezza di pista che lo soddisfa. agentee calc field --netclass RF stampa il risultato completo (Z0, eeff, C e L per metro, ritardo, griglia).

--sweep 10MHz,20GHz,21 (MCP sweep) aggiunge una tabella delle perdite per frequenza: R, L, G, C, Z0 e dB per metro e per pollice, suddivise in perdita conduttiva e dielettrica. La perdita conduttiva deriva dall'induttanza incrementale di Wheeler, risolta arretrando ogni superficie di rame nel risolutore di campo (entro l'1% della formula di stripline di Wheeler in Pozar), con la profondità di pelle dal rame ricotto e la resistenza in corrente continua mescolata come sqrt(Rdc^2 + Rac^2). I dielettrici seguono il modello causale Djordjevic-Sarkar adattato a er e loss_tangent di ogni layer, presi come valori a 1 GHz. La rugosità del rame è impostata sullo stackup:

[stackup]
roughness = "0.5um"            # rms, Hammerstad-Jensen
# huray = { radius = "0.5um", ratio = 2.0 }   # or the Huray snowball model
finish = "ENIG"
nickel = "4.5um"               # ENIG nickel thickness, default 4.5 um
gold = "0.075um"               # ENIG immersion gold thickness, default 0.075 um

Il risolutore 2D applica la rugosità come fattore di perdita sulla resistenza a ogni frequenza. Il FDTD usa la rugosità e la finitura ENIG come descritto sotto "Perdite nel FDTD"; nickel e gold contano solo quando finish = "ENIG". I valori predefiniti sono il centro delle finestre IPC-4552 (3 a 6 um di nichel, oro minimo 0,05 um con i produttori che puntano a 0,05 a 0,1 um).

Una classe con diff_gap è una coppia: la sua impedance è l'impedenza differenziale, e il risolutore esegue sia la modalità dispari che quella pari. calc field aggiunge poi un blocco pair con Zdiff, Zcommon, le impedenze e i ritardi delle modalità dispari e pari, il coefficiente di accoppiamento (Ze - Zo)/(Ze + Zo) e il crosstalk vicino saturato di una linea lunga (metà dell'accoppiamento). Le due modalità si collocano entro lo 0,5% della stripline a bordo accoppiata esatta di Cohn. Una differenza tra i ritardi dispari e pari è ciò che guida il crosstalk lontano sulla microstrip.