חישוב אימפדנס – Impedance Calculation
מהו אימפדנס/עכבה ולמה הוא חשוב? התנגדות נמצאת בכל מקום – התנגדות אוויר, כוח משיכה, חיכוך. קיימת גם התנגדות חשמלית כאשר עקבות הנחושת אינן מוליכות במאה אחוז, ולכן לא כל האלקטרונים מגיעים מהמקור לעומס כנדרש. ההתנגדות האפקטיבית של מעגל או רכיב חשמלי לזרם חילופין נגזרת מההשפעות המשולבות של התנגדות אוהמית.
מהו אימפדנס/עכבה ולמה הוא חשוב<?>
התנגדות נמצאת בכל מקום – התנגדות אוויר, כוח משיכה, חיכוך.
קיימת גם התנגדות חשמלית כאשר עקבות הנחושת אינן מוליכות במאה אחוז, ולכן לא כל האלקטרונים מגיעים מהמקור לעומס כנדרש.
ההתנגדות האפקטיבית של מעגל או רכיב חשמלי לזרם חילופין נגזרת מההשפעות המשולבות של התנגדות אוהמית.
שליטה של המהנדס/ת בעוביו של החיווט – כמה עבה יהיה או צר – הוא גורם מכריע בתיאום האימפדנס ובהשגת האימפדנס הרצוי עבור כל חיבור או רכיב.
האימפדנסים של סיגנלים מהירים (מעל M HZ200) או סיגנלים בקצוות מהירים שבכרטיס, חייבים להיות תואמים במקור, בקו התמסורת, ובעומס, כך שהסיגנל יגיע ליעדו בזמן הנכון ובשלמותו:
עכבות לא תואמות (קלט / תמסורת / פלט) ועומס חשמלי לאורך הקו גורמות לשינויים במתח האות ולכן בעיות באיכות האות (Signal Integrity) כמו שיקוף האות ו – CrossTalk.
(הדבר דומה ללהאיר פנס דרך אוויר צלול ולאחר מכן בערפל)
לכן יש להתאים את העכבה לאורך המעגל מהמקור לעומס כדי לשמור על האות ולהימנע ממצבים כמו אלה הנזכרים למעלה.
מהנדסים רבים נאלצים להשתמש בכלי צד שלישי כדי לחשב אימפדנסים, המחייבים הזנה ידנית של נתונים וערכים.
אם הייתם יכולים:
- לחשב בצורה אוטומטית אימפדנס עבור עוביים ספציפים לשכבה באמצעות יכולת מובנית לחישובים כאלה בדיוק?
- לנהל אוטומטי ערכים פרמטריים של חומרים בעזרת ספריית חומרים מובנית?
- לוודא כי כל המבנים הייחודיים לשכבה נלקחו בחשבון?
- לאמת אוטומטית את הרוחב המדוייק של חיווט כל סיגנל קריטי/לא קריטי ב- DRC?
- לבצע חיווט אוטומטי מבוקר ע"י חישוב האימפדנסים מבלי לצאת לכלים נוספים (בתוך סביבת העריכה)?
- לעשות שימוש חוזר בפרופילים שבניתם בעבר לחישוב אימפדנסים ושליטה בחיווט בפרוייקטים הבאים?
חישוב האימפדנסים המובנה של Altium הוא פיתרון מלא ומקיף שמאפשר לכם לעבוד בסביבה אחת ולקבל שליטה מלאה וניהול של כל העכבות במעגל שלכם.
ארגונים וחברות המשתמשים ביכולות ובמתודולוגיות הללו משיגים:
- את אימפדנס הקצה הרצוי עבור כל תכנון
- פחות board re-spins (בגלל שהחישובים סופיים – אין שום סיבה לעבוד מחדש על הפרוייקט)
- תוצר איכותי יותר
הזכרתי למעלה את הקישוריות שלכם עם מנהל השכבות – Layer Stack Manager.
כפי שניתן לראות בתמונה, ה – Layer Stack נותן לי לא רק את פירוט השכבות וסדרן (כמובן גישה לאיזורים במעגל – קשיח\גמיש) אלא גם את החומרים כגון:
- סוג חומר דיאלקטרי
- עובי הנחושת בכל שכבה
- עובי החומר הדיאלקטרי בכל שכבה
כאשר בעזרת כל אלה, האלגוריתם של חישוב האימפדנסים, מחשב בצורה אוטומטית את האימפדנסים וניתן לערוך את השכבות בזמן אמת עד לקבלת אימפדס רצוי:
לסיכום:
יכולות חישוב העכבות/אימפדנסים של Altium הינן מהמתקדמות ומהחזקות ביותר בשוק.
התוכנה מאפשרת לך המהנדס/ת לבצע עריכה תוך בקרה מתמדת על העכבות במעגל ושמירה על החוקיות שהוגדרה. כל זאת בתוך סביבה אחת ויחידה.
נשתמע בפוסט הבא…
בן
