Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...
Transcript of Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...
![Page 1: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/1.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modelarea Efectelor Campului Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa din Electromagnetic de Inalta Frecventa din
Componentele Pasive ale Circuitelor Componentele Pasive ale Circuitelor IntegrateIntegrate
Autor:Autor: Diana MihalacheDiana MihalacheGrupa:Grupa: 152IC152IC
Indrumator: Conf. dr. ing. Gabriela Ciuprina Indrumator: Conf. dr. ing. Gabriela Ciuprina
![Page 2: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/2.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Cuprins:Cuprins:
Formularea problemei in camp electromagneticFormularea problemei in camp electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic
prin metoda integrarilor finiteprin metoda integrarilor finite ASITICASITIC Modelarea structurilor pasive ale circuitelor Modelarea structurilor pasive ale circuitelor
integrateintegrate ConcluziiConcluzii
![Page 3: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/3.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Cuprins:Cuprins:
Formularea problemei in camp electromagneticFormularea problemei in camp electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic
prin metoda integrarilor finiteprin metoda integrarilor finite ASITICASITIC Modelarea structurilor pasive ale circuitelor Modelarea structurilor pasive ale circuitelor
integrateintegrate ConcluziiConcluzii
![Page 4: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/4.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Elementul electromagnetic de circuitElementul electromagnetic de circuit
Conditii de frontiera:
Marimi caracteristice terminalelor
n
kk
l
Sr)(pentru,)r(En)
Sr)(pentru,)r(Hrotn)r)(pentru,)r(Erotn)
1
03
0201
n,...,kpentru,drEv
n,...,kpentru,drHi
k
k
Ck
k
21
21
![Page 5: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/5.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Formularea problemelor CODESTARFormularea problemelor CODESTAR
HBEDEJDB
DJHBE
div0div
rotrottt
Datele problemei:• domeniul de calcul;• proprietatile de material;• conditii de frontiera;• nu exista surse interne;• nu exista conditii initiale de camp
Ecuatiile lui Maxwell:Necunoscutele problemei:
)t,[D:)t,[D:,,,,
max
max
00 3
JHBDE
![Page 6: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/6.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
uFxEy
uBxGdtdxC
Sistemul ecuatiilor de stare
1
1
1
1
1
1
n
m
m
n
m
m
v...vi...i
y
i...iv...v
u
Daca primele m terminale sunt alimentate in tensiune, iar restul (n-m-1) sunt alimentate in curent, vectorul semnalelor de intrare (u) si cel al
semnalelor de iesire (y) sunt:
![Page 7: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/7.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Cuprins:Cuprins:
Formularea problemei in camp electromagneticFormularea problemei in camp electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic
prin metoda integrarilor finiteprin metoda integrarilor finite ASITICASITIC Modelarea structurilor pasive ale circuitelor Modelarea structurilor pasive ale circuitelor
integrateintegrate ConcluziiConcluzii
![Page 8: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/8.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Metoda Integrarilor FiniteMetoda Integrarilor Finite
Discretizarea domeniului in FIT
![Page 9: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/9.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Necunoscutele principale ale metodei (gradele de libertate in FIT)
• tensiunile electrice asociate muchiilor celulei retelei primare:
NL,u|u|uu LT
N,...lzlylxl 31
• fluxurile magnetice asociate fetelor celulei retelei primare:
NL,|| LT
N,...lzlylxl 31
![Page 10: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/10.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
• tensiunile magnetice asociate muchiilor celulei retelei secundare:
'N'L,u|u|uu 'LT
'N,...lmzlmylmxlm 31
• fluxurile electrice asociate celulei retelei secundare:
'N'L,|| 'LT
'N,...lzlylxl 31
• curentii electrici asociati celulei retelei secundare:
'N'L,i|i|ii 'LT
'N,...lzlylxl 31
• sarcinile electrice asociatecelulei retelei secundare:
.qq 'NT
'N,...ll 1
![Page 11: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/11.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Formele discrete ale ecuatiilor lui Maxwell obtinute prin metoda integararilor finite
0
'D;dtdiu'C
qD;dtdCu
m
Relatiile constitutive
2
1
4
1
4
1
1
1
1
jj
j
k
mm
jjj
k
k
jjj
k
lA
M,uMMu
Al
M,uM
Al
M,uMi
![Page 12: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/12.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modelul rezistiv cu parametri concentratiModelul rezistiv cu parametri concentrati
Regim electrocinetic stationar - permitivitatea si permeabilitatea de calcul sunt nule
2
2
01010
010
20
20
1
2
kkjjjkjkjkkkjjjk
T
jjjjjj
T
L
kkfkilk
PPPGvGGGP
.........
GvGP
......
vvGP
b
b
v
v
![Page 13: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/13.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modelul inductiv cu parametri concentratiModelul inductiv cu parametri concentrati
Regim magnetic stationar – permitivitatea de calcul este nula
bb
bTbm
Tb
W
P
vGi
iLi
vGv b
21
Ecuatia de stare a sistemului
bdtd vvvGL
![Page 14: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/14.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modelul capacitiv cu parametri concentratiModelul capacitiv cu parametri concentrati
Regim cuasistationar amagnetic – permeabilitatea de calcul este nula
dtd
W
P
bbb
bTbe
Tb
vCvGi
vCv
vGv b
21
Ecuatia variabilelor de stare
bbb
dtd ivGvC
![Page 15: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/15.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modele de circuite RLC cu parametri Modele de circuite RLC cu parametri concentraticoncentrati
Sunt rezolavte trei probleme de camp in regimurile:• electrocinetic (ε = 0, μ = 0);• magnetic stationar (ε = 0) ;• cuasistationar amagnetic (μ = 0).
'L
kkmkm
L
kkfkilke
L
kkfkilk
RW
vvCW
vvGP
1
2
1
2
1
2
2121
![Page 16: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/16.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Lb
LbL
bLb
Sii
iGPvtiL
iSitvC
1
ddddEcuatiile de stare
![Page 17: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/17.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Cuprins:Cuprins:
Formularea problemei in camp electromagneticFormularea problemei in camp electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic
prin metoda integrarilor finiteprin metoda integrarilor finite ASITICASITIC Modelarea structurilor pasive ale circuitelor Modelarea structurilor pasive ale circuitelor
integrateintegrate ConcluziiConcluzii
![Page 18: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/18.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
ASITIC-ASITIC-Analysis and Simulation of Inductors and Analysis and Simulation of Inductors and Transformers in Integrated CircuitsTransformers in Integrated Circuits
• Proiectarea si analiza bobinelor si transformatoarelor la frecvente inalte
• Modelarea comportarii electrice si magnetice a structurilor metalice pasive
plasate pe un substrat conductor
• Dezvoltat de Ali Niknejad la Universitatea Berkeley
http://rfic.eecs.berkeley.edu/niknejad/asitic.html
![Page 19: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/19.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Formatul datelor de intrareFormatul datelor de intrare
• un fisier cu date tehnologice
• linie de comanda cu specificarea elementelor de ciruit
- spirala patrata
- spirala poligonala
- spirala patrata simetrica
- spirala poligonala simetrica
- transformator planar
- fire conductoare
![Page 20: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/20.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Structura fisierului de tehnologieStructura fisierului de tehnologie
Dimensiunile cipul - dimensiuni pe x si pe y Parametrii straturilor - rezistivitatea [Ωcm] - grosimea stratului [m] - permitivitatea [u.r.]Definirea conductorilor - stratul in care se afla conductorul - rezistivitatea - grosimea conductorului - pozitia in substrat - denumirea metalului
Linia de comandaLinia de comanda
sq name=A:len=170:w=10:s=3:n=3.75:metal=m1:exit=m2:xorg=200:yorg=200sq name=A:len=170:w=10:s=3:n=3.75:metal=m1:exit=m2:xorg=200:yorg=200
![Page 21: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/21.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Formatul rezultatelorFormatul rezultatelor
• date de analiza
- rezistente si inductivitati in regim stationar
- matricea impedantelor la frecvente dorite
- calculul parametrilor Y, Z, S ai unui dispozitiv
- calculul factorului de calitate
• date de optimizare
- optimizarea unei spirale patrate
- optimizarea unui inductor poligonal simetric
• date de export
- descrierea geometriei structurii analizate in format CIF
![Page 22: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/22.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Cuprins:Cuprins:
Formularea problemei in camp electromagneticFormularea problemei in camp electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic
prin metoda integrarilor finiteprin metoda integrarilor finite ASITICASITIC Modelarea structurilor pasive ale circuitelor Modelarea structurilor pasive ale circuitelor
integrateintegrate ConcluziiConcluzii
![Page 23: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/23.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Influenta unor parametri asupra rezultatelorInfluenta unor parametri asupra rezultatelor
Date geometrice:
• interconexiune de forma literei U cu sectiunea un patrat de latura 1 μm • doua terminale;• domeniul 19μm x 19μm x 17μm
Materiale:
• liniare si izotrope;• material conductor - aluminiu σ = 3.704·107 S/m• material izolant – oxid de siliciu σ = 10-4 S/m
![Page 24: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/24.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Circuitul cu parametri concentratiCircuitul cu parametri concentrati
Parametrul Parametrul calculatcalculat
FITFIT Metoda analiticaMetoda analitica
a = 0.5 a = 0.5 μm a = a = √2 ·0.5√2 ·0.5 μm
a = 1/a = 1/√√ππ μm
R[R[ΩΩ]] 5.835.83·10·10-1-1 7.917.91·10·10-1-1 3.953.95·10·10-1-1 6.216.21·10·10-1-1
Eroare fata de FITEroare fata de FIT 35.70%35.70% 32.15%32.15% 6.58%6.58%
L[nH]L[nH] 4.544.54 6.056.05 4.664.66 5.565.56
Eroare fata de FITEroare fata de FIT 33.24%33.24% 2.69%2.69% 22.59%22.59%
C[pF]C[pF] 5.33·105.33·10-4-4 1.311.31·10·10-4-4 1.96·101.96·10-4-4 1.47·101.47·10-4-4
Eroare fata de FITEroare fata de FIT 75.42%75.42% 63.27%63.27% 72.44%72.44%
![Page 25: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/25.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Analiza in frecventaAnaliza in frecventa
Impedanta in regim 111/RLC
Impedanta in regim 011/LC
Impedanta in regim 101/RC Impedanta in regim 110/RL
![Page 26: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/26.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Influenta numarului de noduri al retelei de discretizareInfluenta numarului de noduri al retelei de discretizare
Evolutia parametrilor in functie de numarul de noduri
Evolutia erorilor parametrilor in functie de numarul de noduri
![Page 27: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/27.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Influenta domeniului de calculInfluenta domeniului de calcul
Proprietatile materialului pentru:
• conditii Dirichlet: μr = 1000 εr = 1000 σ = 10-4S/m• conditii Neumann: μr = 1 εr=3.9 σ = 10-4S/m• conditii Robin: μr = d/g εr=3.9·d/g σ = 10-4S/m
![Page 28: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/28.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Variatia inductivitatii cu distanta d Variatia erorii inductivitatii cu distanta d
Variatia capacitatii cu distanta d Variatia erorii capacitatii cu distanta d
![Page 29: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/29.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Simularea unui inductor spiralatSimularea unui inductor spiralat
Date geometrice:• bobina spiralata cu sectiunea un patrat;• trei terminale;• domeniu 330.45μm x 340.15μm x 195.617μm
Materiale:• liniare si izotrope;• material conductor - aluminiu σ = 6.6·107 S/m Cerinta: Raspunsul in frecventa si inductivitatea bobinei pentru un domeniu de frecvente 5GHz – 40GHz
![Page 30: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/30.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Rezultate experimentale disponibile pentru Rezultate experimentale disponibile pentru inductor spiralatinductor spiralat
S11-real S11-imaginar
S12-real S12-imaginar
![Page 31: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/31.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
L – port 1 Q – port 1
L – port 1- port 2 Q – port 1 - port 2
ωZimag 11L
11
11
ZrealZimag
Q
ω
ZZZZimag 21122211L 21122211
21122211
ZZZZrealZZZZimag
Q
![Page 32: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/32.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Rezolvare cu FITRezolvare cu FIT
pF....
C
nH.
L
....
G
33
33
10716865102310221023102210866546
000536122
1260370126037012603701260370
![Page 33: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/33.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Analiza in frecventa
Masurare vs. FIT – S11 real Masurare vs. FIT – S11 imaginar
Masurare vs. FIT – S12 real Masurare vs. FIT – S12 imaginar
![Page 34: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/34.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Masurari vs. FIT – parametrul L Masurari vs. FIT – factor de calitate Q
![Page 35: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/35.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
nH.L 0713Valoarea inductivitatii in curent continuu
Simularea cu Simularea cu ASITICASITIC
![Page 36: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/36.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Asitic vs. FIT – S11 real Asitic vs. FIT – S11 imaginar
Asitic vs. FIT – S12 real Asitic vs. FIT – S11 imaginar
Analiza in frecventaAnaliza in frecventaεεrr = = 1.45%1.45%
![Page 37: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/37.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
SMIrC – Stanford Microwave Integrated CircuitsSMIrC – Stanford Microwave Integrated Circuitshttp://smirc.stanford.edu/spiralCalc.htmlhttp://smirc.stanford.edu/spiralCalc.html
Trei expresii de aproximare s inductivitatii:
• Formula Wheeler modificata
• Aproximarea cu panze de curent
• Aproximarea cu un monom
ρ – proportia de umplere
ki, Ci, αi, βi – coeficienti dependenti de layout
n – numarul de sprire
davg= (dout+din)/2
![Page 38: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/38.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
MasurariMasurari FITFIT ASITICASITIC SMIrCSMIrCLL 2.9612.961÷2.995nH÷2.995nH 2.53612nH2.53612nH 3.071nH3.071nH 3.14nH3.14nH
Valorile inductivitatilor in curent continuu
![Page 39: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/39.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modelarea unui rezistorModelarea unui rezistor
Date geometrice:• domeniul 90μm x 80μm x 5.437μm • conductor de grosime 0.2 μm • trei terminale
Materiale:• liniare si izotrope;• material conductor - σ = 105 S/m Cerinta: Raspunsul in frecventa si inductivitatea bobinei pentru un domeniu de frecvente 5GHz – 40GHz
![Page 40: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/40.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Rezultate experimentale disponibile pentru Rezultate experimentale disponibile pentru rezistorrezistor
S11-real S11-imaginar
S12-real S12-imaginar
![Page 41: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/41.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
R – port 1 Q – port 1
R – port 1- port 2 Q – port 1 - port 2
11Y1realR
11
11
Y1imag
Y1real
Q
21122211 ZZZZreal R 21122211
21122211
ZZZZimagZZZZreal
Q
![Page 42: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/42.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Rezolvare cu FITRezolvare cu FIT
pF....
C
nH....
L
....
G
23
32
1029331109782310978231023331
05169001905500190550038220
00022150000215700002151000022510
![Page 43: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/43.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Analiza in frecventa
Masurare vs. FIT – S11 real Masurare vs. FIT – S11 imaginar
Masurare vs. FIT – S12 real Masurare vs. FIT – S12 imaginar
![Page 44: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/44.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Masurari vs. FIT – parametrul R Masurari vs. FIT – factor de calitate Q
![Page 45: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/45.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Modelarea unei linii de transmisieModelarea unei linii de transmisie
Date geometrice:• domeniul 8200μm x 46.588μm x 18.74μm • trei terminale
Materiale:• liniare si izotrope;• material conductor - σ = 6.6·107 S/m Cerinta: Raspunsul in frecventa si inductivitatea bobinei pentru un domeniu de frecvente 5GHz – 40GHz
![Page 46: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/46.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Rezultate experimentale disponibile pentru Rezultate experimentale disponibile pentru linie de transmisielinie de transmisie
S11-real S11-imaginar
S12-real S12-imaginar
![Page 47: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/47.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Rezolvare cu FITRezolvare cu FIT
pF....
C
nH....
L
....
G
23
32
10559661101979151019791510559661
3442429183429183434334
3455034550341550341550
![Page 48: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/48.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Masurare vs. FIT – parametrul R Masurare vs. FIT – parametrul L
Masurare vs. FIT – parametrul C
![Page 49: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/49.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Analiza in frecventa
Masurare vs. FIT – S11 real Masurare vs. FIT – S11 imaginar
Masurare vs. FIT – S12 real Masurare vs. FIT – S12 imaginar
![Page 50: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/50.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
Cuprins:Cuprins:
Formularea problemei in camp electromagneticFormularea problemei in camp electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic Analiza numerica a campului electromagnetic
prin metoda integrarilor finiteprin metoda integrarilor finite ASITICASITIC Modelarea structurilor pasive ale circuitelor Modelarea structurilor pasive ale circuitelor
integrateintegrate ConcluziiConcluzii
![Page 51: Modelarea Efectelor Campului Electromagnetic de Inalta Frecventa ...](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012401/5892ea6a1a28ab13068ba8b5/html5/thumbnails/51.jpg)
Proiect de Diploma -1 Iunie 2005Proiect de Diploma -1 Iunie 2005
ConcluziiConcluzii• Proiectul prezinta corelarea cantitativa dintre rezultatele masuratorilor si
rezultalele simularilor unor componente pasive de pe cipuri: o bobina, un rezistor si o linie de transmisie.
• Metoda integrarilor finite (FIT) este o metoda de simulare eficienta care are la baza teoria elementului electromagnetic de circuit.
• ASITIC este un program rapid de analiza si proiectare a bobinelor si transformatoarelor din circuitele integrate ce functioneaza la frecvente ridicate.
• Programul dezvoltat la Stanford reprezinta o metoda foarte rapida de a estima inductivitatea bobinelor de forma spiralata patratica, hexagonala si octogonala.
• Cei mai importanti parametri: numarul de noduri al retelei de discretizare si marimea domeniului de calcul influenteaza in mod pozitiv rezultatele simularilor.