Polar Instruments(PCB阻抗计算器) v11.04 中文版

　　Polar Instruments是一款非常实用的PCB阻抗计算软件，此软件可帮助对PCB特征阻抗进行计算，可减轻人工的工作压力，在软件界面实时显示传输频率、信号强弱等信息，以此来帮助用户对特定的PCR值进行计算，在使用本款软件时，当信号传输达到某一个限定值的时候便会受到印制板导线的影响，用户需要特别注意这一点，因为这将决定了您接下来的计算。此外，本款软件可实时显示导线的使用情况，可有效的帮助用户加强对导线的控制，让用户从根本上来控制导线的PCB阻抗问题，换句话来说，也就是高速传输、高频讯号传输的的导线在质量上要比传输线严格得多，用户可根据软件的提示来严格把控导线的使用问题，是一款可帮助用户快速高效的完成工作的阻抗计算器，欢迎有需要的用户前来本站下载使用。

软件功能

　　对于有阻抗控制要求的板，目前，PCB工厂比较常见的做法就是在PCB的生产拼版板边适当位置设计一些阻抗试样，这些阻抗试样具有与PCB相同的分层和阻抗线构造。在设计阻抗试样前会预先采用一些阻抗计算软件对阻抗进行模拟计算，以便对阻抗进行预测。其中英国POLAR公司开发的CITS测试系统及计算软件自1991年起已经为许多PCB制造商所使用，而且操作简单、具有强大的功能计算能力。

　　Sensitivity Analysis灵敏度分析提供了阻抗变化范围与物理结构参变化之间的比例关系对照并以图形化显示出来，例如我们可以设定叠层高度H变化范围，得出对应的特性阻抗值的变化影响，亦或者我们可以设置我们的目标阻抗不变，然后来看下高H和线宽T1之间的变化关系。

　　过孔效应检查Si9000e提供了关于电镀通孔（PTH）对于阻抗和信号完整性影响的简单建模，认识到当它在器件之间传播时需要向信号呈现恒定阻抗。可以一此来判断过孔stub对信号的影响及焊盘Anti-Pad对阻抗的影响。

软件特色

　　与Speedstack作为Speedstack Si的链接

　　使用Speedstack的Si Projects选项可以保存结构组

　　粗糙度建模 - Smooth / Hammerstad / Groisse / Cannonball-Huray

　　内置阻抗图形

　　图表导体，电介质和插入损耗

　　一目了然的综合S参数图表 - 幅度，相位和史密斯圆图

　　单端和混合模式S参数图表和数据表

　　用户定义的S参数源和终端阻抗

　　频率相关建模低至1KHz

安装方法

　　1、找到下载完成的压缩包并解压，然后双击“Si9000_2011_v11_04.msi”应用程序进入安装步骤。

　　2、此程序将安装到您的计算机中，单击【Next】开始安装程序，或单击【Cancel】退出安装程序。

　　3、建议您在安装此程序之前关闭计算机中其他应用程序，单击【Next】继续，或单击【Cancel】退出安装程序。

　　4、阅读软件的相关许可协议，需手动选择我同意此协议，然后点击【Next】继续。

　　5、填写自己的详细信息，还可选择安装后的使用权限，设置完成后点击【Next】继续。

　　6、如果您想更改程序的保存位置，请单击【Change】并选择目标文件夹，选择完成后点击【Next】继续安装。

　　7、准备安装程序，单击【Install】开始安装程序，如果您想回顾或更改设置，请单击【Back】。

　　8、等待安装过程，大约七秒钟的时间即可安装完成。

　　9、安装完成后点击【Finish】退出安装程序，需到桌面手动打开程序。

使用说明

　　Si9000e快速精确的PCB传输线建模。

　　凭借其快速，准确，频率相关的传输线建模，Si9000e设计用于模拟传输线损耗，给定频率的阻抗，并在广泛的流行PCB传输线（超过100种结构）上提取全传输线参数。采用边界元方法场求解，Si9000e提取RLGC矩阵并快速绘制您正在设计的结构的一系列传输线信息。损失以三种方式绘制，清晰显示电介质，铜和总损耗，2017年包括Hammerstad，Groisse和Huray方法用于粗糙度建模

　　Si9000e绘制了所有损耗 - 导体，电介质和插入损耗。Si9000e适用于单电介质和多电介质构建，并且能够考虑阻焊膜性能。可以在迹线之间，之间和之上设置掩模覆盖。许多Polar客户要求频率相关的阻抗建模，特别是传输线损耗 - 结果是Si9000e。Si9000e基于与PCB制造行业标准Si8000m相同的经过验证的边界元件场解决平台。越来越多的工程师正在使用Si8000m作为传输线阻抗的快速而精确的设计工具 - Si9000e扩展了输出，以提取完整的传输线参数。

　　强大的S参数图形

　　使用Si9000e PCB传输线场求解器，您可以在单个图表窗口中查看全部2端口和4端口S参数。

　　单击下面的链接可显示全部4端口S参数数据系列，S 11 - S 44。

　　混合模式

　　Si9000e以表格和图表形式提供全面的数据表示，可选择单端和混合模式S参数。

　　边缘耦合表面微带的差分S参数SDD 11如下所示。

　　频率相关的计算

　　Si9000e采用边界元法求解场，提取RLGC矩阵和2端口（单端）或4端口（差分）S参数，并快速绘制设计结构的传输线信息。针对频率绘制图形，用于阻抗幅度，损耗（导体损耗，介电损耗和插入损耗），电感，电容，电阻，电导和趋肤深度。Polar Si9000e在Microsoft Windows环境中运行，可以将表数据简单地传输到外部程序（如电子表格或数据库），以便进行后续分析。

　　Si9000e图

　　扩展的衬底表

　　可以使用扩展的衬底数据来改进Si9000e频率相关的计算。按频带分配基板值，以适应制造商提供的材料，这些材料指定了随频率变化的参数。例如，制造商可以指定在一定频率范围内的不同Er值和损耗角正切值。

　　频率

　　对于频率相关的计算，Si9000e计算引擎支持低至1KHz的较低频率。

　　通过存根检查

　　Si9000采用Via Stub检查，可提供通孔短截线的信号失真。随着短截线长度和Er增加以及信号上升时间减少，短截线的效果将增加。Si9000e Via Stub Check支持三种模式：

　　存根长度，有效Er和比特率频率

　　存根长度，有效Er和单频

　　存根长度，有效Er和上升时间

　　极性应用说明AP8166（过孔，短截线和最小化它们对高速信号的可见性）解释了如何检查是否需要采取步骤来减少或消除过孔短截线的影响，以所需的比特率或工作频率。

　　高层数构建

　　对于那些使用复杂的高层数构建的人来说，Si9000e还可以链接到Polar Speedstack PCB Stackup设计系统，并采用Speedstack Si封装。使用Speedstack Si，您可以将所有堆栈设计数据保存在一个方便的文件中 - 您可以从制造商或Polar Material Partner计划中的基础材料供应商处绘制库材料。

　　Si9000e旨在为您节省时间，与传统方法相比，Si9000e可让您以图形方式选择建模所需的结构，并输入几何和材料数据以及分析的频率范围。选择您需要的图形或表格，Si9000e解决结果。高级用户还可以输入Er和TanD与频率的可用数据 - Si9000e将考虑这些数据。

电气和PCB术语表

　　α 于描述传播常数的实部，衰减的希腊字母表的字母; 也称为衰减常数。

　　宽高比 PCB通孔中，板厚与通孔直径之比。通常小于8，纵横比提供了板的可制造性的指导。（对于更高的纵横比，实现可靠的电镀更加困难。）

　　背面钻孔加工通过将镀铜钻出（但不包括！）用于互连的最下层来从镀通孔的“短截线”上去除镀层。这最小化了当存在短截线时引起的谐振，因为过孔的短截线否则将看到信号传播到短截线的基部并且返回，并且任何短截线长度因此而显示为其长度的两倍。存根将导致S21在其共振频率下降。

　　向后串扰看近端串扰。

　　公测用于描述传播常数的虚部，相位的希腊字母表的字母; 也称为相位常数。

　　比基尼建设在柔性刚性结构中，柔性覆盖层可以完全延伸穿过刚性部分，或者仅以小的方式延伸到具有“无流动”的刚性中 - 更准确地“减少流动”预浸渍用于叠层的剩余刚性部分。当覆盖层仅部分地进入刚性叠层时，这被称为“比基尼构造”柔性刚性结构。

　　边界元法（BEM）求解线性偏微分方程的数值计算方法。从概念上讲，它通过在建模表面上构建“网格”并仅计算边界值而不是整个空间体积中的值来工作。

　　宽边耦合在PCB上，差分走线在物理上下彼此。

　　常见阻抗当由相同信号驱动时，一对导体的阻抗，即两条单线并联的阻抗。如果信号导体相同且平衡，则公共阻抗是偶模阻抗的一半。请参见偶模阻抗。

　　复介电常数材料属性的完整，实际和虚构描述，其组成部分更为人所知。复介电常数的实部通常称为介电常数。在PCB工业中，复介电常数的虚部通常与其他项组合，并作为损耗角正切引用。

　　电导率衡量材料传导电流的能力。电导率定义为电流密度与电场强度的比率。铜的典型电导率为59.6 x10 6西门子/米。电导率是电阻率的倒数。

　　导体损耗（铜损）信号和返回路径中导体中的能量损失。

　　受控阻抗沿传输线长度设计的特定阻抗。见阻抗。

　　共面（关于传输线）。一种传输线结构，其中返回路径与信号路径在同一电层上。对于单面PCB上的传输线以及在柔性板上使用的传输线而言，其具有比微带结构更多的机械灵活性的额外好处 - 并且作为双赢它不需要使用划格法或网状接地层。

　　核心在PCB中，薄片电介质（固化玻璃纤维 - 环氧树脂），铜箔粘合在两侧。

　　Crosshatch（网格）交叉影线（网格化）地平面是一种增加多层柔性结构灵活性的技术。它具有增加给定阻抗的线宽的第二个好处，使得阻抗控制迹线的薄结构更可行。应注意网眼尺寸，以使操作的上限频率远低于网眼尺寸的1/4波长。使用网格平面的替代方案是使用单侧共面传输线结构。

　　相声由于互电容和互感，一个导体上的信号将对相邻的“受害”导体产生影响的效果。通常，串扰将随着更高的频率或更快的上升时间而增加。

　　三角洲-L基于长线/中线长度试验试样的插入损耗试验方法。

　　介电常数在PCB工业中，这是指相对介电常数，表示为εr或Dk，描述了确定相对于真空可以存储的静电能量的材料的性质。介电常数影响传输线的特性。材料的介电常数随频率，温度和吸湿性而变化。通常引用的介电常数仅指复数介电常数的实部。另见复电容率。

　　介电损耗通过电介质中的耗散而损失的能量，例如通过漏电流和偶极子重定向。

　　介电材料用于在导体之间提供间隔的绝缘体。例如空气和FR-4。它们固有的介电常数会影响导体的电学行为。

　　差分阻抗当由差分信号驱动时，一对导体的串联阻抗。如果信号导体相同且平衡，则差分阻抗是奇模阻抗的两倍。请参见奇模阻抗。

　　分散电缆和PCB中的现象，其中信号沿导体长度的传播速度随频率和不同的传播模式而变化。当谐波的相位关系沿导体变化时，这会导致信号失真。

　　边缘耦合在PCB上，指的是并排的差分走线。

　　电气长度信号穿过导体所需的总时间。另见传播延迟。

　　即使模式成对导体上的信号模式，其中每条线以完全相同的信号驱动。请参见传播模式。

　　偶模阻抗也许更准确地说“均匀阻抗”当公共信号施加到导体对时，耦合线对中单线的阻抗。请参见偶模和公共阻抗。

　　远端在传输线中，指的是传输线的非驱动端（接收器端）。

　　远端（前向）串扰在由与不同传播模式的速度差异引起的有源信号线的驱动端相对的端部附近测量的串扰。另见传播模式。

　　FEXT远端（前向）串扰的最大幅度的无单位系数。该系数可以通过其与K f，耦合线长度和干扰信号上升时间的关系来近似。

　　刚挠性或者在同等使用“刚性 - 柔性”中使用柔性PCB代替传统连接器来生产单片刚性柔性刚性PCB，所有这些都作为单个组件层压在一起。各种刚性柔性是多种多样的，从柔性到贴合，仅设计用于几个弯曲循环，完全柔性设计用于反复弯曲。柔性刚性可能是劳动密集型的，并且可以结合诸如装订器结构之类的特征，其中一些柔性互连比其它柔性互连更长，以允许弯曲半径足够折叠的空间，如在书籍或杂志的封面中。

　　纤维编织减缓在基材中玻璃布的经线和纬线上以微小的角度运行PCB迹线，以减少由于玻璃和树脂的不同而导致的介电常数变化的影响。交替铺展的玻璃布正在被用于相同的效果，或者虽然成本较高 - 低Er玻璃。

　　正向串扰看远端串扰。

　　目标寻求呃试图通过目标寻找Er来推断材料的“真实”Er的实践，直到测量的阻抗满足建模值。应该非常小心，因为Er只是阻抗的二阶驱动器，并且这种做法有可能掩盖对相关性具有一阶影响的尺寸误差或测量误差。

　　格林的功能以19世纪英国数学家和物理学家乔治格林命名，他引入了电和磁的几个重要概念，包括用于解决受边界条件影响的非齐次微分方程的潜在函数的概念。

　　Groisse一种经验技术，用于估算表面粗糙度造成的损失，该设计适用于高达10GHz左右的设计，位于Hammerstad和Huray方法之间。在没有Huray严格的输入标准的情况下，Groisse已经证明可以产生高达7到10GHz的良好估计

　　地面反弹由于接地路径的电感，接地平面或接地引脚上的电压“升高”或“降低”。这可能导致接收电路错误解释1或0。

　　群速度幅度变化的速率（称为波的包络）将传播。

　　Hammerstad20世纪40年代的一种经验技术，用于估算由RMS表面粗糙度引起的损耗，该技术对于高达4GHz的设计仍然有效。

　　HDI通常，PCB的布线密度高于传统PCB，但特别是HDI PCB往往指的是那些通过在生产过程中反复运行并使用激光微孔与内层互连而“构建”的PCB。HDI与顺序层压不同，因为顺序层压PCB可能没有在外部构建激光微孔层。

　　Huray最近的一种估算表面粗糙度损失的方法，该方法基于沉积铜拓扑的更准确的SEM成像，适用于高达50GHz +。Huray确实需要更复杂的输入参数或额外的估算工具来从RMS粗糙度数据生成Huray输入参数。

　　阻抗沿导体一点的电压与电流的瞬时比率，以欧姆为单位。传输线的复阻抗（Z 0）由线路的电阻，电感，电容和电导计算得出。

　　插入损失在源和负载之间插入传输线所导致的损耗（通常以dB表示）。

　　K b向后或近端串扰的无单位系数。

　　K f以秒/距离测量的前向或远端串扰的系数。该系数需要额外的耦合长度项和干扰源上升时间，以用于评估串扰的大小。该近似系数可以通过使用电容和电感项之间的差异或使用奇数和偶数模式速度之间的差异的通用公式来计算。有关该系数的有效性，约束和有用性的更多信息，请参阅有关信号传播和耦合的任何教科书。极地应用说明AP194包括推荐的参考书清单。

　　发射点外推（LPE）用于细线和串联电阻迹线的特征阻抗测量技术。LPE将TDR迹线投射回假想的“发射点”，其中预测阻抗不受串联电阻迹线上的倾斜效应的影响。

　　损失角度由复数介电常数的虚部描述的角度对介电常数的实部。

　　损耗正切损失角的正切，通常称为tanD。

　　麦克斯韦被广泛认为对二十世纪物理学影响最大的十九世纪科学家，为表达电学和磁学的基本定律做出了重要贡献。Maxwell RLGC矩阵是求解Maxwell方程的结果。它们可以很容易地转换为普通电路仿真器可能需要的SPICE值。

　　微带PCB上的特定传输线，其中信号迹线位于PCB的外表面上并且通过介电材料（例如FR4）在接地平面上方间隔开。

　　互电容和互感两个导体之间的电容和电感彼此非常接近。这些可以以串扰的形式引起导体上的信号之间的相互作用。

　　近端指传输线的驱动端。

　　近端（后向）串扰在有源信号线的驱动端附近的受害线上测量串扰，并且是偶模和奇模阻抗差的量度。

　　奇怪的模式成对导体上的信号模式，其中每条线用相等但相反的过渡信号驱动。请参见传播模式。

　　奇模阻抗当差分信号施加到导体对时，耦合线对中的单条线的阻抗。看奇数模式。

　　相速度波的任何一个频率分量的相位将传播的速度。这与波的群速度不同。

　　预浸料在PCBs中，未固化的玻璃纤维 - 环氧树脂复合材料在PCB制造过程中加热和压制时固化（硬化）。

　　传播常数传播常数，偶尔由希腊字母（插入小写字母伽玛）表示，是描述沿传输线的电磁波行为的复杂量。传播常数的实部用希腊字母alpha表示，虚部用希腊字母beta表示。

　　传播模式导体上的信号图案将沿传输线传播，不会失真。对于差分对信令，有两种传播模式，称为奇数模式和偶数模式。对于多导体系统，甚至有更多的传播模式。

　　传播延迟信号在传输线的输入和输出之间传播的速度或速率。另见电气长度。

　　反射在电力中，电信号中阻抗不匹配的结果。当信号遇到不连续时，会反射一些能量。阻抗不连续性导致衰减，因为发射信号的一部分将被反射回发射设备而不是继续到接收器。反射系数是反射电压波与结处的入射电压波的比率。它取决于材料和几何形状，可以是正面的也可以是负面的。

　　树脂饥饿环氧树脂的量不足以允许完全填充铜轨道之间的空隙和相邻叠层的特征，导致PCB不完全结合并因此易于分层。另见涂抹玻璃。

　　回报损失在负载中，反射系数的大小以分贝表示。

　　顺序层压一种通过使通孔仅部分地穿过PCB而允许更密集的通孔互连的方法。传统的PCB从顶部到底部都有通孔，整个通孔都是电镀的。实际上，制造两个（或更多）PCB并进行机械钻孔和电镀，然后将子PCB层叠在一起，可以在子PCB上通过最终的层压PCB本身制造带有过孔的PCB。可以添加更多的层，并且在这些额外的外层上，可以使用激光微孔来添加互连，然后将PCB称为HDI PCB。顺序层压PCB本身并不严格包含激光微孔。

　　SET2DILPCB制造的插入损耗测量方法，适用于薄或反钻PCB和外层。测量是在专为SET2DIL测试设计的测试试样上进行的。

　　单端传输电传输方法使用单个导体来承载信号，并使用公共平面来提供返回路径。

　　斜一对相同信号从A点到B点沿两条不同路径行进所花费的时间差。偏斜是每个信号路径的不同电长度的结果。

　　皮肤效果当频率增加时，穿过导体的信号将仅在导线的外表面（皮肤）上传导的现象。在较低频率下，电流穿过导体的整个横截面。在1 GHz时，信号仅在外部2微米（0.00008英寸）的铜线上传播。

　　史密斯圆图帮助解决传输线问题的图形辅助工具，因为它演示了在一个或多个频率上有多少RF参数表现，这是使用表格信息的替代方案。史密斯圆图可用于表示许多参数，包括阻抗，导纳，反射系数，散射参数，噪声系数圆，恒定增益等值线和区域。

　　S参数S-（散射）参数是用于描述当通过小信号经历各种稳态刺激时线性电网的电行为的属性。通常，对于实际网络，S参数随测量频率和系统阻抗而变化。可以使用诸如增益，回波损耗，电压驻波比（VSWR）和反射系数的S参数来表达网络或组件的许多有用的电特性。Polar Si9000计算的S参数采用50欧姆的驱动器和线路终端。

　　传播玻璃玻璃布通过各种工艺机械操纵，以减少经线和纬线（纬线）之间的“孔”。这种类型的布料对于激光钻孔来说更容易且更容易预测，并且具有更少的Er变化的额外益处，因此也有利于信号完整性。与传统编织不同，用户必须注意允许足够的树脂粘合水平，铺展玻璃没有允许树脂从布的一侧流到另一侧的孔。

　　香料使用中最常用的电子电路仿真器之一，模拟具有所选组件的电路如何在规定的情况下执行。传输线的模型可以包含电感，电容，阻抗和时间延迟以及它们与频率的变化关系。RLGC SPICE矩阵是SPICE模型通常需要输入的数字。见麦克斯韦尔。

　　SPP插入损耗测量技术，使用“长线/短线”测量来确定PCB基板的插入损耗。测量是在专门为SPP测试设计的测试试样上进行的。

　　叠起有时“堆积”包含PCB多层结构的油墨/阻焊膜掩模/铜箔/预浸料/芯等序列。

　　带状线PCB上的特定传输线，其中信号迹线埋在PCB内并且通过介电材料（例如FR-4）在两个平面之间间隔开。

　　表面电阻计算为1 /（电导率×趋肤深度）

　　TDR（时域反射仪）采样示波器和快速上升时间信号源的组合，可用于检查阶跃响应和测量传输线的阻抗。TDR测量的后处理还可以将结果转换到频域，例如用于测量插入损耗。

　　传输线通常用于表示受控阻抗导体路径。几何和介电材料决定了传输线的许多特性。

　　VNA矢量网络分析仪用于进行频域测量的测量仪器。结合数学后处理，这些也可以转换为时域。

　　传播速度信号沿导体从一点传播到另一点的速度。导体周围的材料和导体几何形状影响该速度。在空气中，传播速度为每秒3亿米，而在FR-4印刷电路板中，传播速度约为该速度的一半。