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HFSS连接器建模和优化
使用高速连接器时,对焊盘设计、过孔设计有一定要求,本文以一个SMP连接器为例,阐述优化其PCB设计的过程。
将连接器厂商提供的3D模型导入HFSS,改变设计参数(主要是与信号同层的GND Shape间距、过孔数量及间距等),观察TDR。
第一步通过Polar计算一下PCB走线的特征阻抗值,本例中走线阻抗为52.46Ohm,实际制造时会要求板厂控制50Ohm+/-10%阻抗,板厂会相应调整线宽、叠层厚或其他设计参数和工艺参数来满足阻抗控制要求。
PCB通过BRD-SIW-HFSS的流程导入。在SIW环节需要对PCB进行前处理,具体包含以下步骤和注意事项:
a. 剪切。只将连接器及就近走线手动剪切出来,方便添加Wave Port,减小仿真规模。
b. 叠层设置。将真实叠层设置进SIWAVE,包含介质的Dk/Df。
c. 过孔设置。设置正确的孔壁厚度或是金属填实。
d. 3D导出设置。3D Export Options-Solid Model,取消勾选100% Via Fill,Ignore unconnected pads, Ignore cutouts with area, Ignore cutouts with geometries,总之工具希望简化3D建模的都取消掉。3D Export Options-General,务必将Pad Facets, AntiPad Facets, Via Facets宣威True Cylinder,否则导入到HFSS中圆形会变成多边形。
e. 网络设置。务必将待仿真信号网络勾选,否则默认导入HFSS以后会自动删除未勾选的网络形状。
在HFSS界面进行三维结构建模,包含以下步骤和注意事颂森项:
a. PCB铜皮内收。PCB板厂在加工时,会对Outline边缘处铜皮内收0.2mm,在BRD文件中,shape很好处理,但Pad无法处理,需要在HFSS里面进行内收。铜皮内收可以使用Draw box,沿着介质边画长方体,再选中铜皮和box右键-Edit-Boolean-Substract,选择左侧元件减去右侧元件。
b. PCB信号剪切。SIWAVE中Trace的剪切面会呈椭圆形,为了方便在剪切面创建Wave Port,需野滚亩要将其剪切。
c. 导入连接器模型。本例中连接器模型格式为*.a3dcomp,模型内部内建了wave port,需要将求解类型修改为,Drive Modal, 方法为HFSS-Solution Type Modal,安费诺对其说明为:
Project Manager-3D Components右键-Browse 3D Components,选择相应的*.a3dcomp模型导入。
d. 移动连接器模型。通过Rotate、Move命令,将连接器移动到PCB相应位置,一般连接器和PCB之间会备枝留0.1mm高度填锡。
e. 画锡。根据连接器尺寸图画锡,充分利用布尔运算功能。
f. 创建Port。除了连接器内部wave port以外,需要在PCB走线端手动画wave port。wave port的积分线从底到顶,大小遵循以下经验规则:
g. 画空气盒子。需要空气盒子的一面与连接器处wave port共面,另一面与PCB处wave port共面,其他几面的设置原则TBD。
h. 设置仿真条件,启动仿真。
根据TDR结果,发现连接器的Pin处阻抗偏小,最低处达到38.5Ohm,通过分析应该是信号焊盘处焊盘偏大导致的,但是为了可焊性不能缩小焊盘,只能调节其他参数。现在通过两个手段进行调整:
-在信号焊盘下方挖地
-增加L2的GND避让
仿真考虑5种情况:
从TDR可以看出:
从S11可以看出:
从Group Delay可以看出:
由上面分析可知,对于需要焊接的连接器而言,无论如何需要一个大焊盘,从而导致阻抗偏低。如果需要更高的频率范围,则可以考虑点触式SMA连接器,针用类似Pogo Pin的形式顶在Pad上,通过螺丝进行加固。
可以看一下上述结构中,回流路径上的电场是怎么分布的:
可以发现:
smp v28 r100 1%是什么电子元器件
您好!这个看不出来,请写出具体的型号哦。不知道你是不是在找这个?
Rosenberger 19K107-270L5
制造商 Rosenberger
制造商零件编号 19K107-270L5
产品详细信息
SMP Jack straight
连接戚镇尺器类型高高:母座
主体向性:直
安装类型:电缆安装
阻抗:50Ω
工作频率:0 → 40GHz
触点材料:铜锌合金
保留:完全制动旅友
端接方法:焊接
电缆类型:半刚性
接合型:扣入式
触点电镀:金
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P-SMP 第一个P
SMP 是radial的产品
PSMP的第一个p是空锋POWER的意斗念晌思高碰,即可传输较大功率的SMP连接器