لقد أدى مبدأ "عدم التجربة والخطأ" المتأصل في اللوحات عالية التردد إلى تحويل المحاكاة من اختيارية إلى ضرورية
منطق اللوحات ذات التردد المنخفض (من عدد قليل من ميغاهيرتز إلى عدة عشرات من ميغاهيرتز، العادي FR-4) هو "متصل مؤهل". تقترب الأسلاك من السلك المثالي، ولم يكن لدى الانعكاس والحديث المتبادل الوقت الكافي لتدمير الإشارة. ومن خلال حساب عرض الخط بناءً على الخبرة وضبط اللوحة، يمكن تحقيق التقارب.
اللوحة عالية التردد معكوسة تمامًا، والأسلاك نفسها عبارة عن دائرة ميكروويف:
تصبح الأسلاك خط نقل: عندما يتجاوز طول الأسلاك 1/10 من الطول الموجي للإشارة، أو تصل سرعة الإشارة إلى 1 جيجابت في الثانية أو أعلى، وتدخل الحافة الصاعدة مستوى مائة بيكو ثانية، ستظهر تأثيرات مثل الانعكاس والرنين والتجاوز والتداخل وانحراف التوقيت والارتداد الأرضي، والتي لا يمكن الحكم عليها من خلال تشغيل/إيقاف المقياس المتعدد وخبرة المهندس.
أصبحت معاملات المادة أكبر مصدر لعدم اليقين: ثابت العزل الكهربائي (Dk) للقيمة العادية FR-4 يتقلب بين 4.2 و4.6، وتنجرف المعاوقة عند الترددات العالية؛ في نطاق التردد العالي، يجب استخدام لوحات منخفضة الخسارة ويجب تحديد تردد الاختبار (مثل "Dk 3.5 @ 10 جيجا هرتز"). سيؤدي كل من ظل الخسارة (Df)، وخشونة رقائق النحاس (تأثير الجلد)، وعبر كعب إلى تغيير أداء القناة بشكل كبير.
"الفرق" بين التصميم والتصنيع سوف يلتهم كل الهامش: عرض الخط المحسوب افتراضيًا Er=4.5 في نهاية التصميم، لكن المادة الفعلية المستخدمة من قبل مصنع اللوحة هي Er=4.2، مما يؤدي إلى اختلاف قدره 5 Ω في حساب المعاوقة؛ يمكن لـ via أن يجلب سعة طفيلية تبلغ 0.5-1 pF، ويمكن إبطاء الحافة الصاعدة لإشارات مستوى DDR3 بحوالي 10%. لا يمكن رؤية هذه الانحرافات في الرسومات، فقط المحاكاة يمكنها كشفها مسبقًا.
والنتيجة هي أنه إذا تم اختبار مشروع عالي التردد لأول مرة وتبين أنه غير صحيح قبل تعديله، فسوف يتطلب مواد أكثر تكلفة بعدة مرات من المواد العادية FR-4، ودورة أخذ عينات طويلة، ووقتًا كاملاً لتصحيح أخطاء الجهاز. قد تستهلك التكلفة بشكل مباشر ربح الطلب بالكامل. لذلك هناك إجماع في الصناعة على أنه إذا تجاوزت سرعة الإشارة 1 جيجابت في الثانية أو كانت الحافة الصاعدة أقل من 1 نانو ثانية، فيجب إجراء جولة من محاكاة سلامة الإشارة قبل نشر اللوحة. وهذا يحدد أن المصانع التي لا تتمتع بقدرات المحاكاة لا يمكنها حتى اتخاذ الخطوة الأولى في "إنجاز الأمر بشكل صحيح".