Современная электроника №6/2025

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 20 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2025 тивную диэлектрическую проница- емость (рис. 2). Полученный результат не удовлет- воряет требованиям данного интер- фейса, так как импеданс значитель- но превышает 90 Ом. Параметры материалов, геометри- ческие и электрофизические, явля- ются константами в нашем примере, поэтому влиять на волновое сопро- тивление возможно только через S1 и W1, W2. Изменим S1: пусть зазор между проводниками составляет 0,15 мм, тогда Zdiff = 101,22 Ом. Зна- чение сопротивления стало ближе к необходимому, но всё же не удовлет- воряет требованию (рис. 3). Далее вычислим в SimPCB Lite ширину проводника дифференци- альной пары под волновое сопро- тивление 90 Ом. Для этого следует переключить радиокнопку на пара- метр W1. В поле Zdiff нужно ввести 90 Ом и нажать кнопку Рассчитать. В итоге ширина проводника получа- ется 0,23 мм. Таким образом, при ширине про- водника 0,23 мм и зазоре между про- водниками 0,15 мм волновое сопро- тивление для данной конструкции составит Zdiff = 89,97 Ом. Если отсут- ствуют какие-либо дополнительные ограничения, то требования по импе- дансу можно считать выполненны- ми (90 Ом ±10%) (рис. 4). Для быстродействующих интер- фейсов рекомендуется дополни- тельно проводить частотный ана- лиз. С его помощью можно оценить зависимость волнового сопротив- ления от частоты и вычислить мно- жество дополнительных величин, влияющих на качество сигнала. САПР SimPCB Lite позволяет прове- сти такой анализ. Для его выполне- ния в программе следует изменить тип расчёта на Частотный анализ и ввести данные в Дополнительные параметры. Пусть они будут иметь следующие значения (рис. 5). Параметр Fc (частота) меняется от 100 МГц до 11 ГГц с шагом 100 МГц. Результат расчёта представлен на рис. 6. Видно, что волновое сопротивле- ние уменьшается с увеличением частоты. Так, для 100 МГц оно состав- ляет 92,113 Ом, а для 10 ГГц – 89,93 Ом. Такое поведение обусловлено учётом двух дополнительных первичных параметров (активное сопротивле- ние и проводимость диэлектрика), а также влиянием частоты на зна- чение индуктивности. Полученный интервал дифференциального волно- вого сопротивления линий передачи (89,93…92,113 Ом) в широком диапа- зоне частот (100 МГц…10 ГГц) также полностью удовлетворяет требова- ниям к высокоскоростному интер- фейсу USB 3.1. При проектировании линий пере- дачи для определения их геометри- ческих параметров и электрофи- зических свойств под конкретное значение волнового сопротивления в значительном количестве случа- ев достаточно использовать только расчёт без учёта потерь. Для полу- чения более детальной информа- ции о линии необходимо выполнять частотный анализ. С его помощью специалист получит значения всех четырёх первичных параметров (ёмкость, индуктивность, актив- ное сопротивление, проводимость диэлектрика) и точное значение импеданса на конкретной частоте. Литература 1. Universal Serial Bus 3.1 Specification, 2013. 2. High-Speed Interface Layout Guidelines. Texas Instruments. 2023. 3. AN222944. EZ-USB HX3PD Hardware Design Guidelines and Checklist. Infineon Technologies. 4. Сайт компании «РЕЗОНИТ». Мате- риалы для производства печат- ных плат. URL: https://www. rezonit.ru/directory/v-pomoshch- konstruktoru/materialy-dlya- proizvodstva-pechatnykh-plat/ materialy-high-speed/#TU872_SLK/ (дата обращения: 15.05.2025). 5. Сайт компании TUC. URL: https:// www.tuc.com.tw/en-us/products- detail/id/2 (дата обращения: 15.05.2025). Рис. 5. Значения в дополнительных параметрах Рис. 6. Частотный анализ, результат расчёта