PCB기술 - CAD에서 고주파 회로 해석

CAD에서 고주파 PCB 회로 해석

작동 주파수가 더 높을 때(약 2GHz) 신호 파장은 점차적으로 장치 크기와 일치할 수 있습니다. 칩 인덕터의 임피던스는 분명한 분포 특성을 보여줍니다. 즉, 서로 다른 기준 위치에 서로 다른 임피던스가 존재합니다. 고주파에서 장치의 회로 응답은 크기와 공간 구조에 따라 달라집니다. 기존의 임피던스 측정 매개변수는 실제 회로의 응답 특성을 정확하게 반영할 수 없습니다. 휴대폰의 RF 전력 증폭기 회로를 예로 들면 임피던스 매칭에 사용되는 2개의 고주파 인덕터(작동 주파수 1.9GHz)는 포토리소그래피 박막 인덕터이다. 사양과 정확도는 같지만 Q 값이 훨씬 더 높은 적층 칩 인덕터(측정기 hp-4291b)를 교체하면 회로의 전송 이득이 거의 10% 감소합니다. 회로의 정합 상태가 감소하고 있음을 나타냅니다. 저주파 분석 방법으로는 고주파의 적용을 정확하게 설명할 수 없음이 분명합니다. L과 q가 있는 칩 인덕터의 고주파 분석에 주의를 기울이는 것은 적어도 충분하지 않습니다.


전자기장 이론은 종종 공학에서 분포 특성과 함께 고주파 응용 문제를 분석하는 데 사용됩니다. 일반적으로 임피던스 분석기(hp-4291b)로 칩 인덕터를 측정할 때 Fixture Compensation 및 Instrument Calibration을 통해 측정 정확도를 약 0.1nh까지 향상시킬 수 있으며 이는 이론적으로 회로 설계의 정확도 요구 사항을 보장하기에 충분합니다. 그러나 무시할 수 없는 문제는 이때 측정 결과는 정합 상태(측정 고정구는 정확하게 정합되도록 설계됨)에서 인덕턴스 소자의 끝 전극 계면 사이의 매개변수 성능만 반영하지만 내부 전자기 인덕턴스 장치의 분포 및 외부 전자기 환경 요구 사항은 반영되지 않습니다. 동일한 테스트 매개변수를 가진 인덕터는 내부 전극 구조가 다르기 때문에 전자기 분포가 완전히 다를 수 있습니다. 고주파 조건에서 칩 인덕터의 실제 회로 적용 환경(근사정합, 고밀도 실장, PCB 분포 영향)은 종종 테스트 환경과 다릅니다. 다양한 복합 근거리 반사를 생성하는 것은 매우 쉽기 때문에 실제 응답 매개변수(L, q)가 약간 변경됩니다. RF 회로의 낮은 인덕턴스의 경우 이 영향을 무시할 수 없으며 "분산 영향"이라고 합니다.


고주파 회로(고속 디지털 회로 포함) 설계에서 회로 성능, 장치 선택 및 전자파 적합성을 고려하여 실제 회로 시스템의 작동 성능은 일반적으로 네트워크 산란 분석(s 매개변수)을 통해 고려되며, 신호 무결성 분석, 전자기 시뮬레이션 분석, 회로 시뮬레이션 분석 등 칩 인덕터의 "분산 영향" 문제의 관점에서 실행 가능한 솔루션은 인덕터에서 구조적 전자기 시뮬레이션을 수행하고 해당 SPICE 회로 모델 매개변수를 다음과 같이 정확하게 추출하는 것입니다. 고주파 설계 응용 프로그램에서 인덕턴스 장치의 오류 영향을 효과적으로 줄이기 위해 회로 설계의 기초. 외국(일본) 주요 부품 기업에서 생산하는 칩 인덕터의 기술 매개변수 대부분에는 s 매개변수가 포함되어 있어 정확한 고주파 응용 분석에 사용할 수 있습니다.