[SI-LIST] Re: ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

  • From: "Chase, Yun" <Yun_Chase@xxxxxxxxxx>
  • To: "adnan.yassin@xxxxxxxxx" <adnan.yassin@xxxxxxxxx>, Stephen Slater <slater@xxxxxxxxxxxx>, "CHARLES.GRASSO@xxxxxxxx" <CHARLES.GRASSO@xxxxxxxx>, "shlepnev@xxxxxxxxxxxxx" <shlepnev@xxxxxxxxxxxxx>, "si-list@xxxxxxxxxxxxx" <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Fri, 4 Sep 2020 01:48:40 +0000

Allow me to join the party and throw some results from Mentor HyperLynx Fast 3D 
Solver.  This is a 3D Quasi-Static field solver.

HyperLynx F3D @ 1GHz (extraction from a finite line segment):
L= 2.2988 nH/cm;  C= 2.422 pF/cm;   Zo= 30.81 Ohm


Hey Adnan,

You've received some great insights from others already... but to come at this 
from a slightly different angle...

L_per_unit_length and C_per_ unit_length (and subsequent Zo) are essentially 
*2D* characteristics that assumes "infinitely" long transmission lines...  
You're essentially taking a *slice* out of it.   Hence 2D cross-sectional 
solvers (such as the one from Keysight and your Q2D and even others like Polar) 
are natural to give you quick and accurate *2D* answers in the form that you 
need.

But *3D* field solvers (like your Q3D and our F3D and even Yuriy's 3DTF...) 
have to consider a finite, fully 3D, non-ideal structure (ie. imagine 
discontinuities at the Ports) for its solution.   Expect those tools to take 
slightly longer to solve but it will give you accurate *3D* results.   But you 
will introduce some error when converting its *3D* results to some *2D* 
characteristics if you are not careful to manage your *3D* simulation setup and 
subsequent post-processing of its results.

But again, as all the wise people have already told you... talking with your 
favorite vendor AEs will straighten it all out for you... That's what I do all 
day long with my customers!  ;-)

Regards,
Chase
___________________________________________________
Signal and Power Integrity | Mentor, A Siemens Business | Boston, USA
+1-508-565-8080
yun_chase@xxxxxxxxxx
https://support.sw.siemens.com/

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Yassin, Adnan
Sent: Thursday, September 3, 2020 6:46 PM
To: Stephen Slater <slater@xxxxxxxxxxxx>; CHARLES.GRASSO@xxxxxxxx; 
shlepnev@xxxxxxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

Thanks all for your responses. What I am getting out of this is the numbers 
from the 2D solver are more accurate (in line with results obtained by others). 
Looks like 2D solvers are better suited for calculating TL impedance. I will be 
checking with an application engineer to understand why 3D solver gave me 
different inductance values.

Thanks,
-Adnan

-----Original Message-----
From: Stephen Slater <slater@xxxxxxxxxxxx> 
Sent: Thursday, September 3, 2020 2:48 PM
To: CHARLES.GRASSO@xxxxxxxx; Yassin, Adnan <adnan.yassin@xxxxxxxxx>; 
shlepnev@xxxxxxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: RE: [SI-LIST] Re: ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

Hi Guys, 

Probably worth mentioning that if you are trying to optimize the width of a 
trace to get a certain impedance, then really all you need is a 2D 
cross-sectional solver.  A 2D cross-section is able to be meshed much more 
finely than you would be practical for a 3D-FEM solver, and there are no ports 
to setup.  

Keysight ADS -> Controlled Impedance Line Designer gave me 30.61 Ohms for your 
trace,  2.299nH/cm, 2.46pF/cm   Very much in line with Simbeor and Q2D. 

It took about 4secs to run, and took exactly the same amount of time to 
optimize the width to give you 34 Ohms.  

So - in summary use the right tool for the job - >  T-line cross-section?  Use 
a 2D-cross-sectional solver.  Got a T-line into a Via?  use 3D-FEM.  

Want to compare the accuracy of a 3D-EM tool to a 2D cross-sectional solver?... 
if you need to, speak to your AE, because the setup of the problem in the 3D 
tool matters.    

Best regards,
Stephen.  

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx <si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx> On Behalf Of 
Grasso, Charles [Outlook]
Sent: Thursday, September 3, 2020 1:49 PM
To: Yassin, Adnan <adnan.yassin@xxxxxxxxx>; shlepnev@xxxxxxxxxxxxx; 
si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

[EXTERNAL]

Q3D should be regarded as an LCR meter - so not really designed for 
transmission line stuff.
I'd be interested in what your friendly Ansys rep says..!!

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx <si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx> On Behalf Of 
Yassin, Adnan
Sent: Thursday, September 3, 2020 2:01 PM
To: shlepnev@xxxxxxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

This message originated outside of DISH and was sent by: 
si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx

Thank you Yuriy and Ryan for your responses. I already opened a ticket with 
ANSYS for App Engineer assistance. However, from your #'s (Yuriy), it seems I 
was getting the correct values from Q2D.

BTW, I had a typo in my original message; Q3D (not Q2D) was giving me 
L=11.112nH/cm.

Thanks,
-Adnan

-----Original Message-----
From: Yuriy Shlepnev <shlepnev@xxxxxxxxxxxxx>
Sent: Thursday, September 3, 2020 11:59 AM
To: Yassin, Adnan <adnan.yassin@xxxxxxxxx>; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: RE: [SI-LIST] ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

Hi Adnan,

As Ryan pointed out, support may answer your questions, Though, this is good 
test and here are more numbers for your problem (assuming resistivity of metal 
1.724e-8 Ohm*m):
Simbeor SFS @  1 GHz (quasi-static - cross-section):
L= 2.3097 nH/cm; C= 2.458 pF/cm; Zo= 30.76Ohm; Simbeor 3DTF @  1 GHz (3D EM - 
extraction from line segment):
L= 2.3208 nH/cm; C= 2.493 pF/cm; Zo= 30.63Ohm;

Best regards,
Yuriy

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Yassin, Adnan
Sent: Thursday, September 3, 2020 11:03 AM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Cc: Yassin, Adnan
Subject: [SI-LIST] ANSYS Q2D & Q3D Extracted L & C

Hi,
I have a trace 30um wide, with a thickness of 10um. It is a stripline with 
dielectric thickness of 18um above and below the trace. The dielectric 
coefficient is 4.5. Running these numbers through a tool on-line for impedance 
calculations gives me slightly different numbers for L & C than ANSYS Q2D, but 
totally different "L" number than ANSYS Q3D! Here is a summary of my data:

Online Calculator:            L=1.888nH/cm, C=2.648pF/cm, and Zo&.704Ohm
ANSYS Q2D (@ 1GHz): : L=2.311nH/cm, C=2.508pF/cm, and Zo0.43Ohm

ANSYS Q3D (@ 1GHz): : L.112nH/cm, C=2.346pF/cm, and Zo=??

My questions:

  1.  Why "L" is much higher in Q3D compared to Q2D and the calculator? Is this 
different inductance than what is reported by the latter two (e.g., loop 
inductance vs. self inductance!)?
  2.  Can Zo in Q3D be calculated directly from these reported numbers by 
applying the equation "SQRT(L/C)" or do I need to do some processing to "L"
first? Applying the equation to the #'s obtained above will give 
SQRT(11.112nH/2.346pF)h.82Ohm, which is not realistic for my stackup (too high)!

Thanks,
-Adnan

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
https://urldefense.com/v3/__//www.freelists.org/webpage/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sv5YWMFA$

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               
https://urldefense.com/v3/__http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sQJtANbk$

List archives are viewable at:
                
https://urldefense.com/v3/__//www.freelists.org/archives/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sEBVnId4$

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                
https://urldefense.com/v3/__http://www.qsl.net/wb6tpu__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0spmMik30$


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
https://urldefense.com/v3/__//www.freelists.org/webpage/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sv5YWMFA$

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               
https://urldefense.com/v3/__http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sQJtANbk$

List archives are viewable at:
                
https://urldefense.com/v3/__//www.freelists.org/archives/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sEBVnId4$

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                
https://urldefense.com/v3/__http://www.qsl.net/wb6tpu__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0spmMik30$



------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
https://urldefense.com/v3/__//www.freelists.org/webpage/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sv5YWMFA$

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               
https://urldefense.com/v3/__http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sQJtANbk$

List archives are viewable at:
                
https://urldefense.com/v3/__//www.freelists.org/archives/si-list__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0sEBVnId4$

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                
https://urldefense.com/v3/__http://www.qsl.net/wb6tpu__;!!I5pVk4LIGAfnvw!zRvka0UZagZZypr04mH_L3zUDvZe2L0u4vH8xQ2ITyZkVFBBaIhEbe0spmMik30$


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: