Impedantie en verlies

Voor elke netklasse en routeringslaag vindt het de spoorgeometrie uit de stackup (buitenste lagen zijn microstrip, binnenste lagen zijn stripline tussen het dichtstbijzijnde koper boven en onder), dan de impedantie (Hammerstad-Jensen microstrip, Wheeler stripline, conformale-mapping geaard coplanair met de koperdikte en zijwanden, allemaal ongecoat; de coplanair vorm komt binnen 4% van de veldoplosser uit een kern van 0,08 mm tot 0,21 mm), de breedte die aan het doel voldoet, en de stroomcapaciteit volgens IPC-2221. agentee show <board> toont het allemaal als JSON.

Met solver = "field" wordt de klasse gecontroleerd door de 2D-veldoplosser in plaats daarvan: een knooppuntgebaseerde eindverschil-Laplace-oplossing op een gestructureerd raster, uitgevoerd op de GPU via wgpu, met koperdikte, soldeermasker, coplanare gronden en paren meegenomen. Op exacte referenties komt hij binnen 0,5% van Cohn's stripline met nul dikte en binnen 0,4% van Hammerstad-Jensen microstrip. Als de klasse niet op doel is, suggereert de controle de spoorbreedte die wel voldoet. agentee calc field --netclass RF toont het volledige resultaat (Z0, eeff, C en L per meter, vertraging, raster).

--sweep 10MHz,20GHz,21 (MCP sweep) voegt een verliestabel per frequentie toe: R, L, G, C, Z0 en dB per meter en per inch, opgesplitst in geleider- en dielektrisch verlies. Geleiderverlies komt uit Wheeler's incrementele inductie, opgelost door elk koperoppervlak in de veldoplosser terug te trekken (binnen 1% van de Wheeler stripline-formule in Pozar), met huidsdiepte uit geanneald koper en de DC-weerstand gemengd als sqrt(Rdc^2 + Rac^2). Dielektrica volgen het causale Djordjevic-Sarkar-model, afgestemd op de er en loss_tangent van elke laag, genomen als waarden bij 1 GHz. Koper ruwheid wordt ingesteld op de 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

De 2D-oplosser past de ruwheid toe als een verliesfactor op de weerstand bij elke frequentie. De FDTD gebruikt de ruwheid en de ENIG-afwerking zoals beschreven onder "Verlies in de FDTD" hieronder; nickel en gold zijn alleen relevant als finish = "ENIG". De standaardwaarden zijn het midden van de IPC-4552-vensters (3 tot 6 um nikkel, goud 0,05 um minimum met fabrikanten die mikken op 0,05 tot 0,1 um).

Een klasse met diff_gap is een paar: de impedance is de differentieel-impedantie, en de oplosser voert zowel de oneven als de even modi uit. calc field voegt dan een pair-blok toe met Zdiff, Zcommon, de oneven- en even-modus impedanties en vertragingen, de koppelingscoëfficiënt (Ze - Zo)/(Ze + Zo), en de verzadigde nabij-eind kruispraten van een lange lijn (de helft van de koppeling). De twee modi komen binnen 0,5% van Cohn's exacte randgekopelde stripline. Een verschil tussen de oneven- en even-modus vertragingen is wat de verre-eind kruispraten op microstrip drijft.