JP7690571B2 - Method, system, device and medium for calculating differential impedance of grid shielding structure - Google Patents
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Description
本発明は、差動インピーダンスの計算の技術分野に関し、特に、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法及びシステム、電子機器、コンピュータ可読記憶媒体に関するものである。 The present invention relates to the technical field of calculating differential impedance, and in particular to a method and system for calculating the differential impedance of a grid shielding structure, an electronic device, and a computer-readable storage medium.
パーソナルコンピュータの普及に従い、液晶表示技術は21世紀において迅速に発展し、通信産業の急速な発展に伴い、信号伝送速度はますます速くなり、動作周波数と伝送品質の要件はますます高くなり、同時に、光速伝送構造の種類及び特徴もますます増えている。FPC基板では、基板の柔軟性を向上させ、大きな銅面遮蔽層の銅面が曲げ過程において割れることを避けるために、通常、遮蔽層をグリッド状に設計し、基板の靭性を向上させる。高周波信号の伝送では、信号層(即ち、配線層)と接地層(即ち、遮蔽層)は、高周波信号の電磁放射によって伝送し、典型的な伝送線路の特性インピーダンス及びTDR(時間領域反射率測定法)の測定原理によれば、信号線から高周波信号が放射され、その信号はリード線において前向きに伝送されるだけでなく、地面にも放射され、地面によって受信された誘導信号は測定端(測定端と送信端は共通ポートがある)に戻り、送信信号及び反射信号のレベル強度によって線路インピーダンス値を算出し、一般的に、反射率は、ρ=Vreflected/Vincidentで表され、測定インピーダンスがZ=Zref*(1+ρ)/(1-ρ)で測定され、式中、ρは信号反射率であり、Vreflectedは反射受信信号のレベル強度であり、Vincidentは送信信号のレベル強度であり、Zrefは基準抵抗であり、通常は50ohmである。大きな金属遮蔽層構造に対して、大きな銅面における反射経路が伝送線路の長さと一致し、反射信号の強度損失は主に誘電損失と導体表面損失に起因する。インピーダンス設計段階では、一般的に、典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式によって大きな銅面遮蔽層構造の差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを計算する。
ここで、典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式は、以下の式で表される。
Here, a typical formula for calculating the characteristic impedance of a differential microstrip line is expressed by the following formula.
しかし、グリッド遮蔽構造については、メッシュのあるグリッド遮蔽構造が反射信号を受信した後、電磁信号線によって分布し、局所空間に均一な分布を示し、即ち、dφは単一の正方形領域に均一に分布する傾向があり(a+b寸法の方眼の大きさ、aはグリッド遮蔽層の導体幅を表し、bはグリッド遮蔽層の導体間の間隔を表す)、従って、信号が遮蔽層に伝送される場合、その一部は遮蔽層によって受信されて戻し、他の一部はメッシュによって放射して散逸され、その結果、戻り信号強度が変化し、インピーダンス値の計算に影響を与える。従って、典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式は、グリッド遮蔽構造に適しない。 However, for grid shielding structures, after the grid shielding structure with mesh receives the reflected signal, it is distributed by the electromagnetic signal line and shows a uniform distribution in the local space, that is, dφ tends to be uniformly distributed in a single square area (the size of the grid with dimensions a+b, a represents the conductor width of the grid shielding layer, and b represents the spacing between the conductors of the grid shielding layer). Therefore, when a signal is transmitted to the shielding layer, part of it is received and returned by the shielding layer, and the other part is radiated and dissipated by the mesh, resulting in a change in the return signal strength and affecting the calculation of the impedance value. Therefore, the characteristic impedance calculation formula of a typical differential microstrip line is not suitable for the grid shielding structure.
本発明は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法及びシステム、電子機器、コンピュータ可読記憶媒体を提供し、典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式がグリッド遮蔽構造に適しないという従来の技術的問題を解決する。 The present invention provides a method and system for calculating the differential impedance of a grid shielded structure, an electronic device, and a computer-readable storage medium, and solves the conventional technical problem that the characteristic impedance calculation formula for a typical differential microstrip line is not suitable for a grid shielded structure.
本発明の一態様によれば、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法を提供し、該方法は、
グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔を取得し、電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出するステップと、
誘電体層の誘電体厚パラメータを取得し、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出するステップと、
差動線路とグリッド遮蔽層の水平辺との間の夾角、誘電体層の誘電率を取得し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出するステップと、
差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔を取得し、等価誘電体厚、等価誘電率及び典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式に基づいて差動インピーダンスを算出するステップと、を含む。
According to one aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a differential impedance of a grid shielding structure, the method comprising:
Obtaining the conductor width and spacing of the grid shielding layer, and calculating a dissipation ratio of the signal dissipation amount of the grid shielding layer to the signal transmission amount of the power supply ground layer;
obtaining a dielectric thickness parameter for the dielectric layer, equating the signal dissipation of the grid shielding layer with an increase in dielectric thickness, and calculating an equivalent dielectric thickness based on the dissipation factor and the dielectric thickness parameter;
Obtain the included angle between the differential line and the horizontal side of the grid shielding layer, the dielectric constant of the dielectric layer, and calculate the equivalent dielectric constant according to the time equivalence principle of the network transmission of the power and ground layer circuit;
Obtaining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, and calculating the differential impedance based on the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and a typical differential microstrip line characteristic impedance calculation formula.
更に、以下の式に基づいて差動インピーダンスを計算する。 Furthermore, the differential impedance is calculated based on the following formula:
式中、Z2は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを表し、ε’rは、等価誘電率を表し、εrは、誘電体層の誘電率を表し、h’は、等価誘電体厚を表し、w及びtは、差動線路の幅及び銅厚を表し、dは、2つの差動線路間のエッジの間隔を表す。 where Z2 represents the differential impedance of the grid shielding structure, ε'r represents the equivalent dielectric constant, εr represents the dielectric constant of the dielectric layer, h' represents the equivalent dielectric thickness, w and t represent the width and copper thickness of the differential lines, and d represents the edge spacing between the two differential lines.
更に、1つの差動線路には曲線部分が設けられ、曲線部分のスパン及び高さはいずれもグリッド遮蔽層の間隔よりも小さい。 Furthermore, one of the differential lines has a curved portion, and both the span and height of the curved portion are smaller than the spacing of the grid shielding layer.
更に、散逸率の計算過程は、具体的には、以下のとおりである。 Furthermore, the specific process for calculating the dissipation rate is as follows:
電磁信号線が単一のグリッド領域に均一に分布するため、単一のグリッド領域における信号伝送量に対する実際の信号散逸量の散逸率は、受信領域に比例し、即ち、η=φ1/φ総=S1/S総である。
式中、ηは、散逸率を表し、φ1及びφ総は、信号散逸量及び信号伝送量をそれぞれ表し、S1及びS総は、単一のグリッド領域内のメッシュ面積及び総面積をそれぞれ表し、S1=b2、S総=(a+b)2であり、a及びbは、グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔をそれぞれ表し、η=b2/(a+b)2である。
Since the electromagnetic signal lines are uniformly distributed in a single grid area, the dissipation ratio of the actual signal dissipation to the signal transmission in a single grid area is proportional to the receiving area, i.e., η=φ 1 /φ total =S 1 /S total .
In the formula, η represents the dissipation factor, φ1 and φtotal represent the signal dissipation and signal transmission, respectively, S1 and Stotal represent the mesh area and total area, respectively, within a single grid region, S1 = b2 , Stotal = (a + b) 2 , a and b represent the conductor width and spacing, respectively, of the grid shielding layer, and η = b2 / (a + b) 2 .
更に、以下の式に基づいて等価誘電体厚を算出する。 Furthermore, the equivalent dielectric thickness is calculated based on the following formula:
式中、h’は、等価誘電体厚を表し、hは、誘電体層の誘電体厚パラメータを表す。 In the formula, h' represents the equivalent dielectric thickness and h represents the dielectric thickness parameter of the dielectric layer.
更に、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出する過程は、具体的には、以下のとおりであり、 Furthermore, the process of calculating the equivalent dielectric constant based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit is specifically as follows:
単一のグリッドでは、電気信号の実際の伝送時間は、以下の式(数5)で表される。
更に、グリッド遮蔽層の全幅は、差動線路に対して無限大であり、又は、グリッド遮蔽層は、幅方向に差動線路よりも少なくとも片側で誘電体厚が3倍大きく、線路幅が3倍大きい。 Furthermore, the total width of the grid shield layer is infinite relative to the differential line, or the grid shield layer has a dielectric thickness three times larger on at least one side in the width direction than the differential line, and a line width three times larger.
また、本発明は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算システムを更に提供する。前記システムは、
グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔を取得し、電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出するための散逸率計算モジュールと、
誘電体層の誘電体厚パラメータを取得し、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出するための等価誘電体厚計算モジュールと、
差動線路とグリッド遮蔽層の水平辺との間の夾角、誘電体層の誘電率を取得し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出するための等価誘電率計算モジュールと、
差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔を取得し、等価誘電体厚、等価誘電率及び典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式に基づいて差動インピーダンスを算出するための差動インピーダンス計算モジュールと、を含む。
The present invention further provides a system for calculating the differential impedance of a grid shielding structure, said system comprising:
a dissipation factor calculation module for obtaining a conductor width and a spacing of the grid shielding layer and calculating a dissipation factor of a signal dissipation amount of the grid shielding layer relative to a signal transmission amount of the power supply ground layer;
an equivalent dielectric thickness calculation module for obtaining a dielectric thickness parameter of the dielectric layer, equating a signal dissipation of the grid shielding layer with an increase in dielectric thickness, and calculating an equivalent dielectric thickness based on the dissipation factor and the dielectric thickness parameter;
an equivalent dielectric constant calculation module for obtaining the included angle between the differential line and the horizontal side of the grid shielding layer and the dielectric constant of the dielectric layer, and calculating the equivalent dielectric constant according to the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit;
and a differential impedance calculation module for obtaining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, and calculating the differential impedance based on the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and a characteristic impedance calculation formula for a typical differential microstrip line.
また、本発明は、プロセッサと、記憶装置と、を含む電子機器を更に提供し、前記記憶装置にはコンピュータプログラムが記憶され、前記プロセッサは、前記記憶装置に記憶された前記コンピュータプログラムを呼び出すことにより、前述の方法のステップを実行するために使用される。 The present invention also provides an electronic device including a processor and a storage device, the storage device storing a computer program, and the processor being used to execute the steps of the aforementioned method by calling up the computer program stored in the storage device.
また、本発明は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算を実行するコンピュータプログラムを記憶するためのコンピュータ可読記憶媒体を更に提供し、前記コンピュータプログラムは、コンピュータで実行されると、前述の方法のステップを実行する。 The present invention also provides a computer-readable storage medium for storing a computer program for performing a calculation of the differential impedance of a grid shielding structure, the computer program performing the steps of the aforementioned method when executed on a computer.
本発明は、以下の効果を有する。 The present invention has the following advantages:
本発明のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法では、信号がグリッド遮蔽層に伝送される場合、その一部はグリッド遮蔽層によって受信されて戻り、他の一部はグリッド遮蔽層のメッシュによって放射して散逸され、その結果、戻り信号強度が変化し、インピーダンス値の計算に影響を与えることを考慮する。従って、本発明では、まず、グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔に基づいて電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出し、次に、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体層の誘電体厚の増加と等価にし、その結果、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出し、続いて、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて大きな銅面遮蔽層に対するグリッド遮蔽構造の等価誘電率を算出し、これは伝送線路間の純粋な誘電体の誘電率とは異なり、最後に、差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔、等価誘電体厚、等価誘電率及び大きな銅面遮蔽層の典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式を組み合わせてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを算出する。本発明は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算理論及び計算モデルを初めて提案し、差動インピーダンスの計算に対するグリッド遮蔽層の散逸効果の影響を考慮して、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、同時に、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて大きな銅面遮蔽層に対するグリッド遮蔽構造の等価誘電率を算出し、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算精度を大幅に向上させ、グリッド遮蔽構造の差動線路設計にうまく適用でき、差動インピーダンス設計の初回合格率の向上に役立つ。 In the method for calculating the differential impedance of the grid shielding structure of the present invention, when a signal is transmitted to the grid shielding layer, part of it is received and returned by the grid shielding layer, and the other part is radiated and dissipated by the mesh of the grid shielding layer, so that the return signal strength changes and affects the calculation of the impedance value. Therefore, in the present invention, first, the dissipation rate of the signal dissipation amount of the grid shielding layer relative to the signal transmission amount of the power supply ground layer is calculated based on the conductor width and spacing of the grid shielding layer, then the signal dissipation of the grid shielding layer is equivalent to the increase in the dielectric thickness of the dielectric layer, and as a result, the equivalent dielectric thickness is calculated based on the dissipation rate and dielectric thickness parameters, and then the equivalent dielectric constant of the grid shielding structure is calculated for the large copper plane shielding layer based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply grounding layer circuit, which is different from the dielectric constant of the pure dielectric between the transmission lines, and finally, the differential impedance of the grid shielding structure is calculated by combining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and the characteristic impedance calculation formula of a typical differential microstrip line of the large copper plane shielding layer. This invention proposes for the first time a calculation theory and calculation model for the differential impedance of a grid shielding structure, taking into account the influence of the dissipative effect of the grid shielding layer on the calculation of differential impedance, making the signal dissipation of the grid shielding layer equivalent to the increase in dielectric thickness, and at the same time, calculating the equivalent dielectric constant of the grid shielding structure for the large copper surface shielding layer based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit, greatly improving the calculation accuracy of the differential impedance of the grid shielding structure, which can be successfully applied to the differential line design of the grid shielding structure, and helping to improve the first-time pass rate of differential impedance design.
また、本発明のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算システム、電子機器、コンピュータ可読記憶媒体は同様に上記の利点を有する。 The differential impedance calculation system, electronic device, and computer-readable storage medium of the present invention also have the above-mentioned advantages.
前述の目的、特徴及び利点に加えて、本発明は他の目的、特徴及び利点を有する。以下、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。 In addition to the above objects, features and advantages, the present invention has other objects, features and advantages. The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
本願の一部を構成する図面は、本発明のさらなる理解を提供するために使用され、本発明の例示的な実施例及びそれらの説明は、本発明を解釈するために使用され、本発明を限定するものではない。 The drawings forming a part of this application are used to provide a further understanding of the present invention, and the exemplary embodiments of the present invention and their explanations are used to interpret the present invention and are not intended to limit the present invention.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、以下では限定及びカバーした数種の異なる方式で実施することができる。 The following detailed description of the preferred embodiment of the present invention will be given with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in several different ways, which are limited and covered below.
なお、本発明の実施例は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法を提供する。図1及び図2に示すように、グリッド遮蔽構造を有するインピーダンス線路構造は、具体的には、配線層、誘電体層及びグリッド遮蔽層を含み、前記配線層及びグリッド遮蔽層はそれぞれ誘電体層の両側に設けられ、前記配線層内に2つの差動線路が設計され、一般的には、2つのシングルエンドマイクロストリップ線路であり、前記グリッド遮蔽層は、直交方眼グリッド状導体である。好ましくは、前記グリッド遮蔽層は、幅方向に差動線路に対して無限大であり、又は、グリッド遮蔽層は、幅方向に差動線路よりも少なくとも片側で誘電体厚が3倍大きく、線路幅が3倍大きい。図3に示すように、前記グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法は、具体的には、
グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔を取得し、電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出するステップS1と、
誘電体層の誘電体厚パラメータを取得し、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出するステップS2と、
差動線路とグリッド遮蔽層の水平辺との間の夾角、誘電体層の誘電率を取得し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出するステップS3と、
差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔を取得し、等価誘電体厚、等価誘電率及び典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式に基づいて差動インピーダンスを算出するステップS4と、を含む。
In addition, an embodiment of the present invention provides a method for calculating the differential impedance of a grid shielding structure. As shown in Figures 1 and 2, an impedance line structure with a grid shielding structure specifically includes a wiring layer, a dielectric layer and a grid shielding layer, the wiring layer and the grid shielding layer are respectively provided on both sides of the dielectric layer, and two differential lines are designed in the wiring layer, which are generally two single-ended microstrip lines, and the grid shielding layer is an orthogonal square grid conductor. Preferably, the grid shielding layer is infinite relative to the differential lines in the width direction, or the grid shielding layer has a dielectric thickness three times larger than the differential lines on at least one side in the width direction, and a line width three times larger. As shown in Figure 3, the method for calculating the differential impedance of the grid shielding structure specifically includes:
Step S1: obtaining a conductor width and a spacing of the grid shielding layer, and calculating a dissipation ratio of a signal dissipation amount of the grid shielding layer to a signal transmission amount of a power supply ground layer;
S2, obtaining a dielectric thickness parameter of the dielectric layer, equating the signal dissipation of the grid shielding layer with an increase in dielectric thickness, and calculating an equivalent dielectric thickness based on the dissipation factor and the dielectric thickness parameter;
Step S3: obtain the included angle between the differential line and the horizontal side of the grid shielding layer, the dielectric constant of the dielectric layer, and calculate the equivalent dielectric constant according to the time equivalence principle of the network transmission of the power supply/ground layer circuit;
and step S4 of obtaining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, and calculating the differential impedance based on the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and a typical characteristic impedance calculation formula for a differential microstrip line.
なお、本実施例のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法では、信号がグリッド遮蔽層に伝送される場合、その一部はグリッド遮蔽層によって受信されて戻し、他の一部はグリッド遮蔽層のメッシュによって放射して散逸され、その結果、戻り信号強度が変化し、インピーダンス値の計算に影響を与えることを考慮する。従って、本発明では、まず、グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔に基づいて電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出し、次に、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体層の誘電体厚の増加と等価にし、その結果、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出し、続いて、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて大きな銅面遮蔽層の電源接地層に対するグリッド遮蔽構造の等価誘電率を算出し、最後に、差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔、等価誘電体厚、等価誘電率及び大きな銅面遮蔽層の典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式を組み合わせてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを算出する。本発明は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算理論及び計算モデルを初めて提案し、差動インピーダンスの計算に対するグリッド遮蔽層の散逸効果の影響を考慮して、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、同時に、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて大きな銅面遮蔽層に対するグリッド遮蔽構造の等価誘電率を算出し、これは伝送線路間の純粋な誘電体の誘電率とは異なり、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算精度を大幅に向上させ、グリッド遮蔽構造の差動線路設計にうまく適用でき、差動インピーダンス設計の初回合格率の向上に役立つ。 In addition, in the method for calculating the differential impedance of the grid shielding structure of this embodiment, when a signal is transmitted to the grid shielding layer, part of it is received and returned by the grid shielding layer, and the other part is radiated and dissipated by the mesh of the grid shielding layer, so that the return signal strength changes and affects the calculation of the impedance value. Therefore, in the present invention, first, the dissipation rate of the signal dissipation amount of the grid shielding layer relative to the signal transmission amount of the power supply ground layer is calculated based on the conductor width and spacing of the grid shielding layer, then the signal dissipation of the grid shielding layer is equivalent to the increase in the dielectric thickness of the dielectric layer, and as a result, the equivalent dielectric thickness is calculated based on the dissipation rate and dielectric thickness parameters, and then the equivalent dielectric constant of the grid shielding structure relative to the power supply ground layer of the large copper plane shielding layer is calculated based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply grounding layer circuit, and finally, the differential impedance of the grid shielding structure is calculated by combining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and the characteristic impedance calculation formula of a typical differential microstrip line of the large copper plane shielding layer. This invention proposes for the first time a calculation theory and calculation model for the differential impedance of a grid shielding structure, taking into account the impact of the dissipative effect of the grid shielding layer on the calculation of differential impedance, making the signal dissipation of the grid shielding layer equivalent to the increase in dielectric thickness, and at the same time, calculating the equivalent dielectric constant of the grid shielding structure for the large copper surface shielding layer based on the time equivalence principle of the network transmission of the power ground layer circuit, which is different from the dielectric constant of the pure dielectric between the transmission lines, greatly improving the calculation accuracy of the differential impedance of the grid shielding structure, which can be successfully applied to the differential line design of the grid shielding structure, and helping to improve the first-time pass rate of differential impedance design.
なお、前記ステップS1では、グリッド遮蔽層には、電磁信号線が単一のグリッド領域(即ち、a+b寸法の方眼の大きさ)に均一に分布するため、信号がグリッド遮蔽層に伝送された後、単一のグリッド領域における信号伝送量に対する実際の信号散逸量の散逸率は、受信領域に比例し、即ち、以下の式で表される。
上記式中、ηは散逸率を表す。 In the above formula, η represents the dissipation rate.
式中、h’は、等価誘電体厚を表し、hは、誘電体層の誘電体厚パラメータを表し、ηは、散逸率を表す。 In the formula, h' represents the equivalent dielectric thickness, h represents the dielectric thickness parameter of the dielectric layer, and η represents the dissipation factor.
なお、前記ステップS3では、電源接地層回路から見ると、特性インピーダンス伝送線路は依然として誘電体層内に直線であるが、グリッド遮蔽層の伝送経路は、伝送線路とグリッドの角度の影響を受ける。具体的には、単一のグリッドでは、信号は、単一のグリッドの直角三角形の辺に沿って伝送され、直角三角形の斜辺と短辺との関係から分かるように、グリッド遮蔽層の信号伝送長は、l(cosθ+sinθ)であり、θは、差動線路とグリッド遮蔽層の水平辺との間の夾角を表し、lは、直角三角形の斜辺の長さを表す。媒体内の電気信号の伝送速度と組み合わせると、以下の式(数13)となる。
なお、差動インピーダンスは、差動モードインピーダンスと呼ばれ、それは、2つのシングルエンドマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの重ね合せ、及び2つのシングルエンドマイクロストリップ線路間の差動モード誘導による結合減衰を含み、即ち、前者は地面へのインピーダンスであり、後者は1つの差動線路が他の1つの差動線路へのインピーダンスの減衰であると理解することができる。大きな銅面遮蔽層の典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式から分かる。 Note that the differential impedance is called the differential mode impedance, which includes the superposition of the characteristic impedance of two single-ended microstrip lines and the coupling attenuation due to differential mode induction between the two single-ended microstrip lines, i.e., the former is the impedance to ground, and the latter can be understood as the impedance attenuation of one differential line to the other differential line. This can be seen from the characteristic impedance calculation formula for a typical differential microstrip line with a large copper surface shielding layer.
式中、Z1は、大きな銅面遮蔽層構造の差動インピーダンスを表し、εrは、誘電体層の等価誘電率を表し、hは、誘電体層の厚さ(誘電体厚と略称する)を表し、w及びtは、差動線路の幅及び銅厚を表し、dは、2つの差動線路間のエッジの間隔を表す。 where Z1 represents the differential impedance of the large copper plane shielding layer structure, εr represents the equivalent dielectric constant of the dielectric layer, h represents the thickness of the dielectric layer (abbreviated as dielectric thickness), w and t represent the width and copper thickness of the differential lines, and d represents the edge spacing between the two differential lines.
上記式を分解すると、以下のようになる。 The above formula can be broken down as follows:
前記式(数18)中、前半部分(数19に示す)は、2つのシングルエンドマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの重ね合せを表す。
グリッド遮蔽構造については、グリッド遮蔽層のメッシュには、信号散逸があるため、信号散逸を等価誘電体厚の増加と等価にし、また、各シングルエンドマイクロストリップ線路の特性インピーダンスを計算する場合、電源接地層回路の伝送を考慮する必要があり、従って、2つのシングルエンドマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの重ね合せを計算する場合、等価誘電体厚及び等価誘電率を介して計算する必要がある。2つのシングルエンドマイクロストリップ線路間の差動モード誘導は、電源層(配線層)のみに存在し、遮蔽層構造の影響を受けないため、2つのシングルエンドマイクロストリップ線路間の等価特性インピーダンスの減衰値を計算する場合、等価誘電率の影響を考慮せず、等価誘電体厚の影響のみを考慮する。従って、前記ステップS4では、具体的には、以下の式(数21)に基づいてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを計算する。 For the grid shielding structure, since the mesh of the grid shielding layer has signal dissipation, the signal dissipation is equivalent to an increase in the equivalent dielectric thickness, and when calculating the characteristic impedance of each single-ended microstrip line, the transmission of the power supply ground layer circuit must be taken into consideration. Therefore, when calculating the superposition of the characteristic impedance of two single-ended microstrip lines, it is necessary to calculate through the equivalent dielectric thickness and equivalent dielectric constant. Since the differential mode induction between the two single-ended microstrip lines exists only in the power supply layer (wiring layer) and is not affected by the shielding layer structure, when calculating the attenuation value of the equivalent characteristic impedance between the two single-ended microstrip lines, the effect of the equivalent dielectric constant is not taken into consideration, but only the effect of the equivalent dielectric thickness is taken into consideration. Therefore, in the step S4, specifically, the differential impedance of the grid shielding structure is calculated based on the following formula (Math. 21).
式中、Z2は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを表し、ε’rは、等価誘電率を表し、h’は、等価誘電体厚を表す。 where Z2 represents the differential impedance of the grid shielding structure, ε'r represents the equivalent dielectric constant, and h' represents the equivalent dielectric thickness.
次に、等価誘電体厚h’、等価誘電率ε’rを上記の式に代入すると、以下のようになる。 Next, by substituting the equivalent dielectric thickness h' and the equivalent dielectric constant ε'r into the above equation, the following is obtained:
式中、Z2は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを表す。 where Z2 represents the differential impedance of the grid shield structure.
なお、差動モードと差動接地との間の伝送の遅延の一致性を確保し、グリッド遮蔽層の影響を低減するために、1つの差動線路に曲線部分が設計され、それは図4に示され、また、曲線部分のスパン及び高さはいずれもグリッド遮蔽層の間隔bよりも小さい。 In order to ensure the consistency of the transmission delay between the differential mode and the differential ground and to reduce the effect of the grid shielding layer, a curved section is designed in one differential line, as shown in Figure 4, and the span and height of the curved section are both smaller than the spacing b of the grid shielding layer.
なお、本発明のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算モデルの計算の正確さを検証するために、実際の検証を行い、具体的な検証例は、以下のとおりである。 In order to verify the accuracy of the calculation model for the differential impedance of the grid shielding structure of the present invention, actual verification was performed, and a specific verification example is as follows.
例1では、二重パネルを設け、外層マイクロストリップ線路の重ね合せ構造に応じて、配線層の線路幅は、100μmに設定され、2つの差動線路のエッジの間隔は、100μmであり、伝送線路の銅厚は、50μmであり、誘電体層材料(FR4、エポキシ樹脂)の誘電率Dkは、4.4であり、その誘電体厚は、89μmであり、グリッド遮蔽層の導体幅aは、1000μmであり、その間隔bは、1000μmであり、差動線路とグリッドの水平方向との夾角はそれぞれ0°、15°、30°、45°、60°、90°であり、計算モデルでシミュレートした実測インピーダンス値は、以下の表1に示される。
例2では、二重パネルを設け、外層マイクロストリップ線路の重ね合せ構造に応じて、配線層の線路幅は、250μmに設定され、2つの差動線路のエッジの間隔は、150μmであり、伝送線路の銅厚は、50μmであり、誘電体層材料(FR4、エポキシ樹脂)の誘電率Dkは、4.4であり、その誘電体厚は、89μmであり、グリッド遮蔽層の導体幅aは、1000μmであり、その間隔bはそれぞれ1000μm、2000μm、3000μm、4000μmであり、差動線路とグリッドの水平方向との夾角は、0°であり、計算モデルでシミュレートした実測インピーダンス値は、以下の表2に示される。
上記の実際の検証結果から分かるように、本発明のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算モデルの計算の正確さは非常に高い。 As can be seen from the above actual verification results, the calculation accuracy of the differential impedance calculation model of the grid shielding structure of the present invention is very high.
なお、図5に示すように、本発明の他の実施例は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算システムを更に提供し、好ましくは、前述の差動インピーダンスの計算方法を使用し、該システムは、
グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔を取得し、電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出するための散逸率計算モジュールと、
誘電体層の誘電体厚パラメータを取得し、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出するための等価誘電体厚計算モジュールと、
差動線路とグリッド遮蔽層の水平辺との間の夾角、誘電体層の誘電率を取得し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出するための等価誘電率計算モジュールと、
差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔を取得し、等価誘電体厚、等価誘電率及び典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式に基づいて差動インピーダンスを算出するための差動インピーダンス計算モジュールと、を含む。
In addition, as shown in FIG. 5, another embodiment of the present invention further provides a system for calculating differential impedance of a grid shielding structure, preferably using the above-mentioned method for calculating differential impedance, the system includes:
a dissipation factor calculation module for obtaining a conductor width and a spacing of the grid shielding layer and calculating a dissipation factor of a signal dissipation amount of the grid shielding layer relative to a signal transmission amount of the power supply ground layer;
an equivalent dielectric thickness calculation module for obtaining a dielectric thickness parameter of the dielectric layer, equating a signal dissipation of the grid shielding layer with an increase in dielectric thickness, and calculating an equivalent dielectric thickness based on the dissipation factor and the dielectric thickness parameter;
an equivalent dielectric constant calculation module for obtaining the included angle between the differential line and the horizontal side of the grid shielding layer and the dielectric constant of the dielectric layer, and calculating the equivalent dielectric constant according to the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit;
and a differential impedance calculation module for obtaining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, and calculating the differential impedance based on the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and a characteristic impedance calculation formula for a typical differential microstrip line.
なお、本実施例のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算システムでは、信号がグリッド遮蔽層に伝送される場合、その一部はグリッド遮蔽層によって受信されて戻し、他の一部はグリッド遮蔽層のメッシュによって放射して散逸され、その結果、戻り信号強度が変化し、インピーダンス値の計算に影響を与えることを考慮する。従って、本発明では、まず、グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔に基づいて電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出し、次に、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体層の誘電体厚の増加と等価にし、その結果、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出し、続いて、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて大きな銅面遮蔽層の電源接地層に対するグリッド遮蔽構造の等価誘電率を算出し、最後に、差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔、等価誘電体厚、等価誘電率及び大きな銅面遮蔽層の典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式を組み合わせてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを算出する。本発明は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算理論及び計算モデルを初めて提案し、差動インピーダンスの計算に対するグリッド遮蔽層の散逸効果の影響を考慮して、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、同時に、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて大きな銅面遮蔽層に対するグリッド遮蔽構造の等価誘電率を算出する。これは伝送線路間の純粋な誘電体の誘電率とは異なり、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算精度を大幅に向上させ、グリッド遮蔽構造の差動線路設計にうまく適用でき、差動インピーダンス設計の初回合格率の向上に役立つ。 In addition, in the calculation system for the differential impedance of the grid shielding structure of this embodiment, when a signal is transmitted to the grid shielding layer, part of it is received and returned by the grid shielding layer, and the other part is radiated and dissipated by the mesh of the grid shielding layer, so that the return signal strength changes and affects the calculation of the impedance value. Therefore, in the present invention, first, the dissipation rate of the signal dissipation amount of the grid shielding layer relative to the signal transmission amount of the power supply ground layer is calculated based on the conductor width and spacing of the grid shielding layer, then the signal dissipation of the grid shielding layer is equivalent to the increase in the dielectric thickness of the dielectric layer, and as a result, the equivalent dielectric thickness is calculated based on the dissipation rate and dielectric thickness parameters, and then the equivalent dielectric constant of the grid shielding structure relative to the power supply ground layer of the large copper plane shielding layer is calculated based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply grounding layer circuit, and finally, the differential impedance of the grid shielding structure is calculated by combining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and the characteristic impedance calculation formula of a typical differential microstrip line of the large copper plane shielding layer. This invention proposes for the first time a calculation theory and calculation model for the differential impedance of a grid shielding structure, taking into account the impact of the dissipative effect of the grid shielding layer on the calculation of differential impedance, making the signal dissipation of the grid shielding layer equivalent to the increase in dielectric thickness, and at the same time, calculating the equivalent dielectric constant of the grid shielding structure for the large copper plane shielding layer based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit. This is different from the dielectric constant of the pure dielectric between the transmission lines, which greatly improves the calculation accuracy of the differential impedance of the grid shielding structure, can be successfully applied to the differential line design of the grid shielding structure, and helps to improve the first-time pass rate of differential impedance design.
なお、前記散逸率計算モジュールは、具体的には、以下の式に基づいて散逸率を算出する。 Specifically, the dissipation rate calculation module calculates the dissipation rate based on the following formula:
式中、ηは、散逸率を表し、a及びbは、グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔をそれぞれ表す。 In the formula, η represents the dissipation factor, and a and b represent the conductor width and spacing of the grid shielding layer, respectively.
なお、前記等価誘電体厚計算モジュールは、以下の式に基づいて等価誘電体厚を算出する。 The equivalent dielectric thickness calculation module calculates the equivalent dielectric thickness based on the following formula:
式中、h’は、等価誘電体厚を表し、hは、誘電体層の誘電体厚パラメータを表し、ηは、散逸率を表す。 In the formula, h' represents the equivalent dielectric thickness, h represents the dielectric thickness parameter of the dielectric layer, and η represents the dissipation factor.
なお、前記等価誘電率計算モジュールは、以下の式に基づいて等価誘電率を算出する。 The equivalent dielectric constant calculation module calculates the equivalent dielectric constant based on the following formula:
式中、ε’rは、等価誘電率を表し、εrは、誘電体層の誘電率を表し、θは、インピーダンス線路とグリッド遮蔽層の水平辺との間の夾角を表す。 where ε′ r represents the equivalent dielectric constant, ε r represents the dielectric constant of the dielectric layer, and θ represents the included angle between the impedance line and the horizontal side of the grid shielding layer.
なお、前記差動インピーダンス計算モジュールは、以下の式に基づいてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを計算する。 The differential impedance calculation module calculates the differential impedance of the grid shielding structure based on the following formula:
式中、Z2は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを表し、ε’rは、等価誘電率を表し、h’は、等価誘電体厚を表す。 where Z2 represents the differential impedance of the grid shielding structure, ε'r represents the equivalent dielectric constant, and h' represents the equivalent dielectric thickness.
なお、本実施例のシステムにおける各モジュールはそれぞれ上記の方法の実施例の各ステップに対応するため、各モジュールの具体的な計算原理を詳細に説明せず、上記の方法の実施例を参照すればよい。 Note that since each module in the system of this embodiment corresponds to each step in the embodiment of the method described above, the specific calculation principles of each module will not be described in detail, and reference may be made to the embodiment of the method described above.
また、本発明の他の実施例は、プロセッサと、記憶装置と、を含む電子機器を更に提供し、前記記憶装置にはコンピュータプログラムが記憶され、前記プロセッサは、前記記憶装置に記憶された前記コンピュータプログラムを呼び出すことにより、前述の方法のステップを実行するために使用される。 In addition, another embodiment of the present invention further provides an electronic device including a processor and a storage device, the storage device storing a computer program, and the processor is used to execute the steps of the aforementioned method by calling the computer program stored in the storage device.
また、本発明の他の実施例は、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算を実行するコンピュータプログラムを記憶するためのコンピュータ可読記憶媒体を更に提供し、前記コンピュータプログラムは、コンピュータで実行されると、前述の方法のステップを実行する。 Another embodiment of the present invention further provides a computer-readable storage medium for storing a computer program for performing a calculation of the differential impedance of a grid shielding structure, the computer program performing the steps of the aforementioned method when executed on a computer.
通常、コンピュータ可読記憶媒体の形態は、フロッピーディスク(floppy disk)、フレキシブルディスク(flexible disk)、ハードディスク、磁気テープ、他の任意の磁性媒体、CD-ROM、他の任意の光媒体、パンチカード、穿孔テープ(paper tape)、孔のパターンを持つ他の任意の物理媒体、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、プログラム可能読み取り専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EPROM)、フラッシュメモリ(FLASH(登録商標)-EPROM)、他の任意のメモリチップ若しくはカセット、又は他の任意のコンピュータ可読記憶媒体を含む。命令は、伝送媒体によって更に伝送又は受信することができる。伝送媒体という用語は、機械による実行のために命令を記憶、エンコード、又はキャリアするために使用できる任意の有形又は無形の媒体を含み得、上記の命令の通信を容易にするデジタル又はアナログの通信信号又は無形の媒体を含む。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含み、それは、コンピュータデータ信号を伝送するためのバスのリード線を含む。 Typically, computer-readable storage media may take the form of a floppy disk, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, any other magnetic medium, a CD-ROM, any other optical medium, a punch card, a paper tape, any other physical medium with a pattern of holes, a random access memory (RAM), a programmable read-only memory (PROM), an erasable programmable read-only memory (EPROM), a flash memory (FLASH-EPROM), any other memory chip or cassette, or any other computer-readable storage medium. Instructions may further be transmitted or received by a transmission medium. The term transmission medium may include any tangible or intangible medium that can be used to store, encode, or carry instructions for execution by a machine, including digital or analog communication signals or intangible media that facilitate communication of such instructions. Transmission media include coaxial cables, copper wire and fiber optics, including the leads of a bus for transmitting computer data signals.
上記の説明は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定することを意図するものではなく、当業者にとって、本発明は様々な修正及び変更を行うことができる。本発明の精神及び原則の範囲内で行われた修正、同等の交換、改良などは、本発明の保護範囲に含まれるべきである。 The above description is merely a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention. Modifications, equivalent replacements, improvements, etc. made within the spirit and principles of the present invention should be included in the protection scope of the present invention.
当業者は、本願の実施例が方法、システム、又はコンピュータプログラム製品として提供され得ることを理解すべきである。従って、本願は、完全ハードウェアの実施例、完全ソフトウェアの実施例、又はソフトウェアとハードウェアを組み合わせた実施例の形をとることができる。また、本願は、コンピュータで使用可能なプログラムコードを含む1つ以上のコンピュータで使用可能な記憶媒体(記憶装置、CD-ROM及び光学記憶装置などを含むが、それらに限定されない)で実施されたコンピュータプログラム製品の形をとることができる。本眼の実施例における解決手段は、様々なコンピュータ言語、例えば、オブジェクト指向プログラミング言語Java(登録商標)及びインタプリタ型スクリプト言語JavaScript(登録商標)を使用することによって実現することができる。 Those skilled in the art should understand that the embodiments of the present application may be provided as a method, a system, or a computer program product. Thus, the present application may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or an embodiment combining software and hardware. The present application may also take the form of a computer program product embodied in one or more computer usable storage media (including, but not limited to, storage devices, CD-ROMs, optical storage devices, and the like) containing computer usable program code. The solutions in the embodiments of the present application may be realized using various computer languages, for example, the object-oriented programming language Java (registered trademark) and the interpreted scripting language JavaScript (registered trademark).
本願は、本願の実施例による方法、機器(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び/又はブロック図を参照して説明される。フローチャート及び/又はブロック図における各流れ及び/又はブロック、並びにフローチャート及び/又はブロック図における流れ及び/又はブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実現できることを理解すべきである。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、埋め込みプロセッサ、又は他のプログラム可能なデータ処理機器のプロセッサに提供し、そのため、1つの機器を生成し、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理機器のプロセッサによって実行される命令は、フローチャートの1つ以上の流れ及び/又はブロック図の1つ以上のブロックで指定された機能を実現する装置を生成する。 This application is described with reference to flowcharts and/or block diagrams of methods, devices (systems), and computer program products according to embodiments of this application. It should be understood that each flow and/or block in the flowcharts and/or block diagrams, and combinations of flows and/or blocks in the flowcharts and/or block diagrams, can be realized by computer program instructions. These computer program instructions are provided to a processor of a general-purpose computer, a special-purpose computer, an embedded processor, or other programmable data processing device, thereby generating an apparatus, and the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing device generate an apparatus that realizes the functions specified in one or more flows of the flowcharts and/or one or more blocks of the block diagrams.
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理機器が特定の方法で動作するように誘導するコンピュータ可読記憶装置に記憶することができ、そのため、該コンピュータ可読記憶装置に記憶された命令は、命令装置を含む製品を生成し、該命令装置は、フローチャートの1つ以上の流れ及び/又はブロック図の1つ以上のブロックで指定された機能を実現する。 These computer program instructions can also be stored in a computer readable storage device that directs a computer or other programmable data processing device to operate in a particular manner, such that the instructions stored in the computer readable storage device produce an article of manufacture that includes an instruction device that implements the functions specified in one or more flows of the flowcharts and/or one or more blocks of the block diagrams.
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理機器にロードすることもでき、そのため、コンピュータ又は他のプログラム可能な機器で一連の操作ステップを実行し、コンピュータで実現される処理を生成し、従って、コンピュータまたは他のプログラム可能な機器で実行される命令は、フローチャートの1つ以上の流れ及び/又はブロック図の1つ以上のブロックで指定された機能を実現するためのステップを提供する。 These computer program instructions may also be loaded into a computer or other programmable data processing device, such that the computer or other programmable device performs a sequence of operational steps to generate a computer-implemented process, such that the instructions executed on the computer or other programmable device provide steps for implementing the functions specified in one or more flows of the flowcharts and/or one or more blocks of the block diagrams.
本願の好ましい実施例を説明するが、当業者は、基本的な発明概念が知られていると、これらの実施例に追加の変更及び修正を行うことができる。従って、添付の特許請求の範囲は、好ましい実施例、並びに本願の範囲内に含まれる全ての変更及び修正を網羅するように解釈されることを意図する。 Although preferred embodiments of the present application are described, those skilled in the art may make additional changes and modifications to these embodiments once the basic inventive concept is known. Accordingly, it is intended that the appended claims be interpreted to cover the preferred embodiments and all changes and modifications that are within the scope of the present application.
明らかに、当業者は、本願の精神及び範囲から逸脱することなく、本願に対して様々な変更及び修正を行うことができる。このように、本願のこれらの修正及び変更が、本願の特許請求の範囲及びそれらの同等な技術の範囲内にある場合、本願はそれらの修正及び変更も含むことを意図する。 Obviously, those skilled in the art can make various changes and modifications to the present application without departing from the spirit and scope of the present application. Thus, if these modifications and modifications of the present application are within the scope of the claims of the present application and their equivalent technologies, the present application is intended to include those modifications and modifications as well.
Claims (7)
グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔を取得し、電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出するステップであって、電源接地層の信号伝送量とは、電源層と接地層との間の信号伝送量を指し、電源層は、配線層と誘電体層を含み、接地層はグリッド遮蔽層である、ステップと、
誘電体層の誘電体厚パラメータを取得し、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出するステップと、
差動線路とグリッド遮蔽層の幅方向での水平辺との間の夾角、誘電体層の誘電率を取得し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出するステップであって、電源接地層回路とは、電源層と接地層との間の信号伝送回路であり、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出する過程は、具体的には、以下のとおりであり、
単一のグリッドでは、電気信号の実際の伝送時間は、
cは、光速を表し、ε r は、誘電体層の誘電率を表し、θは、差動線路とグリッド遮蔽層の幅方向での水平辺との間の夾角を表し、lは、単一のグリッドの斜辺の長さを表し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて、伝送長が依然として2lであると仮定すると、
ε’rは、等価誘電率を表し、その結果、
差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔を取得し、等価誘電体厚、等価誘電率及び典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式に基づいてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを算出するステップであって、以下の式に基づいてグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスを計算し、
を含むことを特徴とする、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法。 A method for calculating differential impedance of a grid shielding structure, the grid shielding structure comprising a wiring layer, a dielectric layer, and a grid shielding layer, the wiring layer and the grid shielding layer being provided on both sides of the dielectric layer, respectively, two differential lines being designed in the wiring layer, and the grid shielding layer being an orthogonal square grid-shaped conductor, comprising:
Obtaining a conductor width and spacing of the grid shielding layer, and calculating a dissipation ratio of the signal dissipation amount of the grid shielding layer to the signal transmission amount of the power ground layer, where the signal transmission amount of the power ground layer refers to the signal transmission amount between the power layer and the ground layer, the power layer includes a wiring layer and a dielectric layer, and the ground layer is a grid shielding layer;
obtaining a dielectric thickness parameter for the dielectric layer, equating the signal dissipation of the grid shielding layer with an increase in dielectric thickness, and calculating an equivalent dielectric thickness based on the dissipation factor and the dielectric thickness parameter;
A step of obtaining the included angle between the differential line and the horizontal side in the width direction of the grid shielding layer and the dielectric constant of the dielectric layer, and calculating the equivalent dielectric constant based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit, where the power supply ground layer circuit is a signal transmission circuit between the power supply layer and the ground layer, and the process of calculating the equivalent dielectric constant based on the time equivalence principle of the network transmission of the power supply ground layer circuit is specifically as follows:
In a single grid, the actual transmission time of an electrical signal is
c represents the speed of light, εr represents the dielectric constant of the dielectric layer, θ represents the included angle between the differential line and the horizontal side in the width direction of the grid shielding layer, and l represents the length of the hypotenuse of a single grid. Based on the time equivalence principle of the network transmission of the power and ground layer circuit, assuming that the transmission length is still 2l,
ε′r represents the equivalent dielectric constant, so that
Obtaining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, and calculating the differential impedance of the grid shielding structure based on the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and a typical differential microstrip line characteristic impedance calculation formula , calculating the differential impedance of the grid shielding structure based on the following formula:
11. A method for calculating differential impedance of a grid shielding structure, comprising:
電磁信号線が単一のグリッド領域に均一に分布するため、単一のグリッド領域における信号伝送量に対する実際の信号散逸量の散逸率は、受信領域に比例し、
即ち、η=φ1/φ総=S1/S総であり、
式中、ηは、散逸率を表し、φ1及びφ総は、信号散逸量及び信号伝送量をそれぞれ表し、S1及びS総は、単一のグリッド領域内のメッシュ面積及び総面積をそれぞれ表し、S1=b2、S総=(a+b)2であり、a及びbは、グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔をそれぞれ表し、η=b2/(a+b)2であることを特徴とする、請求項1に記載のグリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算方法。 The calculation process of the dissipation rate is specifically as follows:
Since the electromagnetic signal lines are uniformly distributed in a single grid area, the dissipation ratio of the actual signal dissipation amount to the signal transmission amount in a single grid area is proportional to the receiving area,
That is, η=φ 1 /φ total = S 1 /S total ,
2. The method for calculating the differential impedance of a grid shielding structure according to claim 1, characterized in that, in the formula, η represents the dissipation factor, φ1 and φtotal represent the signal dissipation amount and the signal transmission amount, respectively, S1 and Stotal represent the mesh area and the total area in a single grid region, respectively, S1 = b2 , Stotal = (a + b) 2 , a and b represent the conductor width and spacing of the grid shielding layer, respectively, and η = b2 / (a + b) 2 .
グリッド遮蔽層の導体幅及び間隔を取得し、電源接地層の信号伝送量に対するグリッド遮蔽層の信号散逸量の散逸率を算出するための散逸率計算モジュールと、
誘電体層の誘電体厚パラメータを取得し、グリッド遮蔽層の信号散逸を誘電体厚の増加と等価にし、散逸率及び誘電体厚パラメータに基づいて等価誘電体厚を算出するための等価誘電体厚計算モジュールと、
差動線路とグリッド遮蔽層の幅方向での水平辺との間の夾角、誘電体層の誘電率を取得し、電源接地層回路のネットワーク伝送の時間等価原理に基づいて等価誘電率を算出するための等価誘電率計算モジュールと、
差動線路の幅、銅厚及び2つの差動線路間のエッジの間隔を取得し、等価誘電体厚、等価誘電率及び典型的な差動マイクロストリップ線路の特性インピーダンス計算式に基づいて差動インピーダンスを算出するための差動インピーダンス計算モジュールと、
を含むことを特徴とする、グリッド遮蔽構造の差動インピーダンスの計算システム。 13. A system for calculating the differential impedance of a grid shielding structure using the method of claim 1 , comprising:
a dissipation factor calculation module for obtaining a conductor width and a spacing of the grid shielding layer and calculating a dissipation factor of a signal dissipation amount of the grid shielding layer relative to a signal transmission amount of the power supply ground layer;
an equivalent dielectric thickness calculation module for obtaining a dielectric thickness parameter of the dielectric layer, equating a signal dissipation of the grid shielding layer with an increase in dielectric thickness, and calculating an equivalent dielectric thickness based on the dissipation factor and the dielectric thickness parameter;
an equivalent dielectric constant calculation module for obtaining the angle between the differential line and the horizontal side of the grid shielding layer in the width direction and the dielectric constant of the dielectric layer, and calculating the equivalent dielectric constant according to the time equivalence principle of the network transmission of the power supply and ground layer circuit;
A differential impedance calculation module for obtaining the width of the differential line, the copper thickness and the edge spacing between the two differential lines, and calculating the differential impedance based on the equivalent dielectric thickness, the equivalent dielectric constant and a typical characteristic impedance calculation formula of the differential microstrip line;
1. A system for calculating differential impedance of a grid shielding structure, comprising:
前記記憶装置にはコンピュータプログラムが記憶され、前記プロセッサは、前記記憶装置に記憶された前記コンピュータプログラムを呼び出すことにより、請求項1に記載の方法のステップを実行するために使用されることを特徴とする、電子機器。 An electronic device comprising: a processor; and a storage device;
2. An electronic device, comprising: a computer program stored in the storage device; and the processor is used to execute the steps of the method of claim 1 by calling up the computer program stored in the storage device.
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