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El medio de placa de PCB que usamos comúnmente es el material fr4, y la constante dieléctrica relativa del aire es de 4,2 - 4,7. Esta constante dieléctrica cambiará con la temperatura, y en el rango de temperatura de 0 - 70 grados, el rango máximo de variación puede alcanzar el 20%. Los cambios en la constante dieléctrica provocarán un cambio del 10% en el retraso de la línea. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el retraso. La constante dieléctrica también cambia con la frecuencia de la señal, cuanto mayor sea la frecuencia, menor será la constante dieléctrica. Por debajo de 100m, 4.5 se puede utilizar para calcular la capacidad y el retraso entre placas.
2. la velocidad de transmisión de la señal de la capa interior de la placa de PCB de material fr4 ordinario es de 180ps / pulgada (1inch = 1000mile = 2,54 cm). la capa superficial suele depender de la situación, generalmente entre 140 y 170.
3. los condensadores reales pueden ser simplemente equivalentes a l, R y c en serie. El capacitor tiene un punto de resonancia que tiene inducción eléctrica a alta frecuencia (más allá de este punto de resonancia). Si el valor de la capacidad y el proceso del capacitor son diferentes, el punto de resonancia también es diferente. Los productos producidos por diferentes fabricantes también serán muy diferentes. Este punto de resonancia depende principalmente de la inducción de serie equivalente. Ahora, por ejemplo, la inducción de serie equivalente de los condensadores de chip 100nf es de aproximadamente 0,5nh, y el valor ESR (resistencia de serie equivalente) es de 0,1 ohm. Luego, el efecto de filtrado es el mejor en unos 24m, y la resistencia a la ca es de 0,1 ohm. La inducción equivalente de los condensadores de chip 1nf también es de 0,5nh (la diferencia entre los diferentes valores de condensadores no será demasiado grande), y el ESR es de 0,01 ohm, que tendrá el mejor efecto de filtrado alrededor de 200m. Para obtener un mejor efecto de filtrado, utilizamos una combinación de condensadores con diferentes valores de condensadores. Sin embargo, debido a los inductores y condensadores de serie equivalentes, habrá un punto de resonancia entre 24m y 200m, en el que existe una resistencia máxima superior a la de un solo capacitor. Este es un resultado indeseable. (en la parte de 24m a 200m, los pequeños condensadores son capacitivos y los grandes ya son inductivos. dos condensadores paralelos equivalen a un LC paralelo. la suma de los valores ESR de los dos condensadores es la resistencia en serie del circuito lc. si el LC está en paralelo, si la resistencia en serie es 0, entonces el punto de resonancia tendrá una resistencia infinita, tiene El efecto de filtrado es el peor. Esta resistencia en serie inhibirá este fenómeno de resonancia paralela, reduciendo así la resistencia del resonador LC en el punto de resonancia). Para reducir este impacto, se pueden utilizar adecuadamente condensadores con un ESR más grande. El ESR es equivalente a la resistencia en serie en la red de resonancia y puede reducir el valor q, lo que hace que las características de frecuencia sean más planas. El aumento de la ESR hará que la resistencia general converja. En las bandas por debajo de 24m y por encima de 200m, la resistencia aumentará, mientras que en las bandas de 24m y 200m, la resistencia disminuirá. Por lo tanto, se debe considerar de manera integral la banda de frecuencia del ruido del interruptor de la placa. Algunas placas de circuito extranjeras están diseñadas con un pequeño capacitor (680pf), que se conecta en serie con varias resistencias ohmicas cuando los condensadores grandes y pequeños están conectados en paralelo. Esto puede deberse a esta consideración. (a juzgar por los parámetros anteriores, el valor q de los condensadores 1nf es 10 veces mayor que el valor q de los condensadores 100nf. debido a que el fabricante no tiene valores específicos de inductores de cadena equivalentes y esr, los parámetros en el ejemplo anterior se basan en datos vistos en el pasado. sí. pero la desviación no debe ser demasiado grande. En el pasado, el material visto en muchos lugares era Las frecuencias de los condensadores cerámicos 1nf y 100nf son de 100m y 10m, respectivamente. Teniendo en cuenta que la L del condensadores del chip es mucho más pequeña, no se encontró. por conveniencia, el valor de fiabilidad se calcula en 0,5nh. Si tienes un valor específico y confiable, espero que se pueda publicar.
La constante dieléctrica (dk, isla, er) determina la velocidad a la que las señales eléctricas se propagan en el medio. La velocidad de propagación de la señal eléctrica es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica. Cuanto menor sea la constante dieléctrica, más rápida será la transmisión de la señal. Hagamos una analogía vívida, como si estuvieras corriendo por la playa. La profundidad del agua inundó tus tobillos. La viscosidad del agua es una constante dieléctrica. Cuanto mayor sea la adherencia del agua, mayor será la constante dieléctrica y más lenta será la velocidad de funcionamiento.
La constante dieléctrica no es fácil de medir o definir. Está relacionado no solo con las características del medio, sino también con el método de prueba, la frecuencia de prueba y el Estado del material antes y durante la prueba. La constante dieléctrica también cambia con la temperatura. Algunos materiales especiales tienen en cuenta el factor de temperatura durante el desarrollo. La humedad también es un factor importante que afecta la permitividad, ya que la Permitividad del agua es de 70 y la humedad es muy pequeña. Conducirá a cambios importantes.
Las siguientes son las constantes dieléctrico de algunos materiales típicos (a 1 mhz):
Se puede ver que para aplicaciones de alta velocidad y alta frecuencia, el material ideal es el medio de aire envuelto en láminas de cobre. La tolerancia de espesor es + / - 00001 "Todo el mundo trabaja en esta dirección como el desarrollo de un material, como arlon. foamclad, desarrollado patentadamente, es muy adecuado para la aplicación de antenas de estación base. pero no todos los diseños tienen una constante dieléctrica más pequeña, mejor. suele basarse en algunos diseños reales. algunos circuitos que requieren volúmenes pequeños suelen requerir una constante dieléctrica alta. materiales como Arlon El ar1000 se utiliza para el diseño de circuitos miniaturizados. Algunos diseños, como los amplificadores de potencia, suelen tener una constante dieléctrica de 2,55 (como Arlon declad527, ad255, etc.) o un coeficiente dieléctrico de 3,5 (como ad350, 25N / fr, etc.). también se utilizan algunos diseños. 4.5 La constante dieléctrica (como ad450) ha cambiado principalmente del diseño FR - 4 a aplicaciones de alta frecuencia y se espera seguir utilizando el diseño anterior.
Además de afectar directamente la velocidad de transmisión de la señal, la constante dieléctrica también determina en gran medida la resistencia característica. En diferentes partes, la coincidencia de resistencia característica es particularmente importante en la comunicación por microondas. Si se produce un desajuste de resistencia, el desajuste de resistencia también se llama relación de onda estacionaria.
El material de la placa de circuito impreso debe elegir max2242: fr4 o G - 10. Este tipo de material es una buena opción para la mayoría de las aplicaciones inalámbricas de bajo costo que funcionan con una frecuencia inferior a 3 ghz. La placa de evaluación max2242 utiliza cuatro capas de fr4, con una constante dieléctrica de 4,5, un espesor de aislamiento de 6 milímetros y un contenido de cobre de 1 onza.
Cuando se diseña un circuito de baja resistencia como el max2242, con una resistencia de salida de solo unos (8 + j5) a 2,45 ghz, el inductor 0,5nh puede producir una reactancia de 8, lo que equivale a una constante dieléctrica de 4,5 y un grosor de 6 mils. la resistencia generada por la línea MICROSTRIP de 60 mils x 10 mils en una Placa de circuito impreso fr4.
Cálculo de la frecuencia de resonancia: f = 1 / (2 * 314159 * sqrt (l * c))
Lo anterior es una explicación detallada de la constante dieléctrica del pcb. El IPCB también está disponible para fabricantes de PCB y tecnología de fabricación de pcb.
