Радиочастотные соединители для печатной платы: оптимизация посадочного места - ключ к максимальной производительности. Часть 2.

Спецификации показывают, что можно получить отличную RL производительность с данным соединителем при установке на ПП.

Структура слоев платы

Чтобы продемонстрировать, как структура слоев платы влияет на производительность соединителя для печатной платы, был проведен простой эксперимент. Симуляция А была проведена на формате, оптимизированном для микрополосковой линии на однослойной плате RO3003 (5 мил). Вторая симуляция В была проведена после изменения материала платы с RO3003 на FR4. Ширина дорожки была адаптирована к новой Dk, чтобы поддерживать переход в 50 Ом. На Графике 3 можно видеть, что изменение материала оказывает значительное влияние на обратные потери (S11, S22) – в данном примере можно видеть ухудшение свыше 5 дБ. Более высокий уровень отражения приводит к меньшей ширине полосы пропускания в зависимости от минимального уровня обратных потерь, который может выдержать система. Если системе необходимы обратные потери лучше, чем 10 дБ, то в этом случае ширина полосы будет снижена до 30 ГГц в отличии от целевой в 35 ГГц.

Более того, в случае с подложкой из материала FR4 вносимые потери значительно выше. Более высокая диэлектрическая постоянная (Dk) у FR4 приводит к сужению ширины дорожки, что генерирует более высокие потери.

Комментарий: симуляция проводилась с ANSYS Electromagnetics Suite Release 19.1.0.

В большинстве сегодняшних устройств используются многослойные печатные платы с толщиной слоя основы в среднем от 5 до 10 мил. Поэтому можем считать данную печатную плату репрезентативной. 

На базе структуры слоев ПП, приведенной в Таблице 4, мы протестировали две формы посадочного места соединителя: С (не оптимизированный) и D (оптимизированный).

Проекция C была смоделирована без использования заземления на L2 и с небольшим зазором между линией передачи и заземлением на L1.

Измерение коэффициента отражения методом наблюдения за формой (TDR) показывает также большое рассогласование импедансов и очень емкостный переход к печатной плате, что объясняет низкую производительность S-параметра в верхнем частотном диапазоне. Хотя несовпадение РЧ соединителя зачастую значительно лучше, чем у всей системы (то есть, гнездо ИС и корпус), несовпадение в 7 Ом для такого перехода не желательно.