Impedansanpassning - Välj basmaterial - Välj ledarbredd och isolation Sida 1 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Impedansanpassning - Välj basmaterial - Välj ledarbredd och isolation - Beräkna impedans och anpassa lageruppbyggnaden Impedansmätning av testkupong Snittprov och verifiering av resultat

Vilken lageruppbyggnad ska vi välja med nedan angivna förutsättningar? Sida 2 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Vilken lageruppbyggnad ska vi välja med nedan angivna förutsättningar? 12 – lagerskort i FR-4 Tjocklek: 1,6 mm ± 0,1 mm Lagerfördelning: S-P-S-S-P-P-P-P-S-S-P-S (S=signalplan P=VCC/GND) Önskad ledarbredd för 50 ohm singel ended på lager 1,3,4,9,10,12: 6 mil = 152,4 µm Önskad ledarbredd för 100 ohm differentiellt på lager 1,3,4,9,10,12: 5 mil = 127 µm Önskad separation på dom differentiella paren på lager 1,3,4,9,10,12: 9 mil = 228,6 µm

Stackup 12 lagerskort med impedansanpassning singel 50 + diff 100 Sida 3 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Stackup 12 lagerskort med impedansanpassning singel 50 + diff 100

50 ohm singel ended ytterlager över GND L2 resp. L11 Sida 4 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 50 ohm singel ended ytterlager över GND L2 resp. L11

100 ohm differentiellt på ytterlager över GND på L2 resp. L11 Sida 5 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 100 ohm differentiellt på ytterlager över GND på L2 resp. L11

50 ohm L3, L4, L9, L10 TELTEX AB Sida 6 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 50 ohm L3, L4, L9, L10

100 ohm differentiellt L3, L4, L9, L10 Sida 7 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 100 ohm differentiellt L3, L4, L9, L10

Hur mäter vi impedans på mönsterkort ? Sida 8 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Hur mäter vi impedans på mönsterkort ? Vi använder oss av en Polar CITS 500S där mätningarna görs med hjälp av s.k. TDR teknik (TDR = Time Domain Reflectometry). Ett TDR instrument är en speciell typ av oscilloskop. Ett vanligt oscilloskop mäter ändringar i spänning över en tidsperiod och presenterar resultatet som en kurva på skärmen. Ett TDR instrument har en liknande funktion men innehåller ytterligare kretsar för att skicka ut en spänning och mäta nivåskillnader hos denna spänning över en tidsperiod. TDR instrument har en liknande funktion som radar eller ekolod på det sättet att en signal sänds ut och att reflektioner eller ekon av denna signal visualiseras. I TDR instrumentet är signalen en spänning som sänds längs en kabel eller en ledare på ett mönsterkort. Signalen reflekteras när den stöter på en förändring av den karakteristiska impedansen hos ledaren. Tiden det tar för signalen att reflekteras tillbaka till TDR instrumentet kan användas för att mäta längden till varje impedansförändring längs ledaren.

Sida 9 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Mätning av differentiell impedans hos ett ledarpar med impedansen 100 ohm

Definitioner av impedansrelaterade termer: Sida 10 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Definitioner av impedansrelaterade termer: Differential impedance – impedansen hos ett ledarpar när det drivs med signaler som har samma amplitud och som är i motfas med varandra. Odd mode impedance – impedansen hos ena sidan av ett ledarpar när ledarna drivs med signaler som har samma amplitud och som är i motfas med varandra. Even mode impedance – impedansen hos ena sidan av ett ledarpar när ledarna drivs med signaler som har samma amplitud och som är i fas med varandra. Common mode impedance – impedansen hos ett ledarpar när det drivs med signaler som har samma amplitud och som är i fas med varandra.

Sida 11 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Vi har kunnat konstatera att vi har en utmärkt korrelation mellan beräkningar och mätningar genom att ta snittprov på testkupongerna som använts vid impedansmätningarna.

Korrelation mellan impedansmätning och dito beräkning på ytterlager. Sida 12 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Korrelation mellan impedansmätning och dito beräkning på ytterlager.

Sida 13 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 En anledning till bra korrelation mellan beräkningar och mätningar är att programmet från Polar tar hänsyn till ”hartsrika” områden.

Sida 14 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Impedansberäkning av inbäddade differentiella vågledare med skärmledare och mixade dielektrikum med hjälp av Si8000m från Polar.

Sida 15 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Förutom Differentiell Impedans kan vi även beräkna ”Odd Mode”, ”Even Mode” och ”Common Mode” med hjälp av Si8000m

Sida 16 www.teltex.se +46 (0)8 449 83 01 +46 (0)8 449 83 00 141 46 Huddinge Hemsida Telefax Telefon Björkholmsvägen 2-4 Reviderad 2008-01-09 TELTEX AB 2017-04-02 Här ser vi hur man med hjälp av kopplingen till excel hos Si8000m kan se vad som händer med ”Even mode” respektive ”Odd mode” när separationen hos ett ledarpar förändras.