コンテンツへスキップ
応用例

9ピンI/Oコネクタのクロストーク解析

プロジェクトファイルのリクエスト

この例では、9ピンコネクタを標準フォーマットファイルであるSAT(Saved-as-text)CADファイルからXFdtdにインポートしています。コネクタは、導電性の外装パッケージ、接続を形成する9ピン(オスとメス)、ピンを囲む絶縁誘電体の3つの主要部品で構成されています。コネクタの完全なアセンブリは図1に示されており、導電性部品は白で、誘電体は緑で表示されています。図2では、誘電体絶縁体とピンの端が見えるように、外側のパッケージが取り除かれています。図3はピンのみを示しています。

図1すべての部品が見えるコネクタ全体のCAD図。

図1:すべての部品が見えるコネクタ全体のCAD図。

図2外部シールドを取り除いたコネクターのCAD図。

図2:外部シールドを取り除いたコネクターのCAD図。

図3ピンのみが見えるコネクターのCAD図。見てわかるように、ピンはオスとメスで中央で合わさっている。

図3:ピンのみが見えるコネクターのCAD図。見てわかるように、ピンはオスとメスで中央で合わさっている。

詳細度が高いため、デバイスは0.075mmの解像度のFDTDグリッドでメッシュ化され、約1300万セルの形状が生成されます。得られたメッシュの図を図4に示しますが、内部コンポーネントの詳細を示すために、いくつかのパーツが削除されています。

図4XF7のFDTDジオメトリのメッシュ・ビュー(内部の詳細を示すために一部を削除)。

図4:XF7のFDTDジオメトリのメッシュ図で、内部の詳細を示すために一部を削除した。

シミュレーションの励起には、10GHzまでの広帯域ガウシアンパルスを使用します。このパルスは、XFdtdの導波管ポート機能を使ってピンの1つに入力されます。入力ポートの電界分布を図5に示します。このシミュレーションでは、図 1-4 の右下隅のピンに信号を印加し、入力はピンの+X 側から入力し、-X 端に向かって伝搬します。このシミュレーションでは、すべてのピンのSパラメータが保存されます。

図5導波管ポート機能を使用したシミュレーションの励起に使用した入力ポートの磁場分布。

図5: 導波管ポート機能を用いたシミュレーションの励起に使用した入力ポートの磁場分布。

図6では、信号がピンの出力端に到達したところで、励起されたピンの電界が示されています。図7では、電界はピンの端を通過し、隣接する他のピンに流れ始めています。ー図8では、のー図8はー図8ではー図8(ー図8)ピンのー図8(ー図8)

図6出力ポートに到達する直前のコネクタ断面における過渡電界。

Figure 6: Transient electric field in a cross-sectional cut of the connector as the field is just reaching the output port.

図7出力ポートを越えて隣接ポートに電界が広がる際のコネクタ断面の過渡電界。

図7: コネクター断面における戦時電界。出力ポートから逆方向の逆方向電界。

図8デバイスの全ポートに電界が到達した後のコネクタの断面における過渡電界。

図8: 電界がののの(實際)。

In Figures 9-11 the electric fields are shown at the same instances in time as displayed in Figures 6-8 but this time in the plane of the output port.ー出力ポートからーにー最もーにー最もーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

図9出力ポートに到達する直前の、コネクタの出力ポート面を切断した過渡電界。

図9:コネクタ出力ポート面をー電界がー出力ポートにー図9:コネクタ出力ポート面をー電界がー出力ポートにー図9)。

図10コネクタの出力ポート面を切断したときの過渡電界。

図10:コネクタ出力ポート面を、ー出力ポートからー隣接するポートにー電界のー

図11デバイスの全ポートに電界が到達した後、コネクタの出力ポート面を切断した場合の過渡電界。

図11:デバイスの全ポートに電界が到達した後、コネクタの出力ポート面を切断した場合の過渡電界。

図12は、2GHzにおけるコネクターの3つの面における定常状態の電界を示している。この画像から、構造の全ピンにおける電界レベルがピークから約30dB低下していることがわかる。図13は、Sパラメータを周波数の関数としてグラフ化したものである。入力から出力への伝送は、周波数範囲にわたって1~6dBの損失を示している。入力からのリターンロスは0~6GHzで低く、周波数帯域の上限に向かって上昇する。隣接するポート(励起ピンの左側)のクロスカップリングは、帯域にわたって15dB以上レベルが低下している。励起ピンの斜め向かいにあるピン(図14参照)では、クロスカップリングは6GHzまで15dBで、その後周波数が高くなるにつれて増加する。

図12コネクタの3つの平面における定常状態の電界:励起ピンの断面を通り、出力ポートの平面を通り、入力ポートの平面を通る。

図12:コネクタの3つの面における定常状態の電界:励起ピンの断面を通り、出力ポートの面を通り、入力ポートの面を通る。

図13励起ピンとそのピンに隣接するポートのSパラメータ結果。

図13:励起ピンとそのピンに隣接するポートのSパラメータ結果。


図14励起ピンとそのピンの斜め向かいのポートのSパラメータ結果。

図14: 励振されたピンとそのピンの斜め向かいのポートのSパラメータ結果。

 

プロジェクトファイルのリクエスト

このアプリケーション例にご関心をお寄せいただき、ありがとうございます。9ピンI/Oコネクタのクロストーク解析プロジェクトファイルをダウンロードするには、以下のフォームにご記入ください。