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Comprender el significado específico del valor DK del material de la placa de circuito puede reducir los cambios de diseño.
En la etapa de desarrollo de los circuitos de pcb, generalmente se experimentan múltiples iteraciones de diseño de circuitos, incluyendo pruebas de circuitos, rediseños y reprocesamientos. Estos múltiples cambios pueden conducir a un aumento de los costos. Desde el desarrollo hasta la comercialización, no es raro que un proyecto experimente de 4 a 8 cambios. El método más común es utilizar el software de simulación de circuito para realizar simulaciones precisas, lo que puede reducir considerablemente el número de cambios y los costos relacionados.
Hay muchas muy buenas herramientas de software de simulación que permiten a los diseñadores de circuitos predecir el rendimiento eléctrico de los circuitos. Todas las simulaciones de circuitos similares se basan en modelos de circuitos que están estrechamente relacionados con la resistencia y la pérdida de inserción del circuito. Muchas prestaciones y atributos del circuito se pueden obtener a través de la simulación del circuito, pero el rendimiento real del circuito y los resultados de la simulación del modelo de simulación a menudo tienen ciertas diferencias. Algunas diferencias son pequeñas; Los demás son muy importantes.
Antes de introducir los datos en el software de simulación, los diseñadores deben entender el significado específico y los detalles del relleno de los datos. Debido al rendimiento esperado único del circuito, todos los modelos de simulación son diferentes, por lo que los datos de entrada pueden no coincidir exactamente con el modelo. La imprecisión de los resultados de la simulación puede ser causada por los datos introducidos por el usuario al definir el modelo. A veces, esto puede ser negligencia del usuario, o la información que el usuario cree que es exacta es en realidad inexacta. Los valores de la constante dieléctrica (dk) del material de PCB utilizado en el circuito pueden tener errores. El valor DK en sí puede ser preciso, pero el usuario puede malinterpretar la forma en que se obtiene el valor DK y el contenido que representa, lo que conduce a un uso inadecuado.
El DK de cualquier material dieléctrico está relacionado con la frecuencia. En otras palabras, cuando se prueba el mismo material y se utiliza el mismo método de prueba, el valor DK será ligeramente diferente cuando se prueba en diferentes frecuencias. Por lo general, en el rango de frecuencia de unos pocos MHz a 5 GHz a 10 ghz, DK cambia ligeramente con la frecuencia. Para la mayoría de los materiales de circuito de baja pérdida, la curva de frecuencia DK tiene un ligero cambio de pendiente negativa entre 10 GHz y 250 ghz. Teniendo en cuenta este rango de frecuencia, dependiendo de la polarización del material del circuito, DK generalmente cae por debajo del 2% a medida que aumenta la frecuencia. Para modelar el circuito con mayor precisión, se deben utilizar datos DK de materiales con la misma frecuencia que el circuito.
Otro problema es la heterogeneidad, que suele ser más fácil de ignorar para los valores DK utilizados en la simulación del circuito. La mayoría de los materiales del circuito son isotrópicos, lo que significa que DK tiene diferentes valores en los tres ejes del material. Es muy común que el eje Z (dirección de espesor) DK del material del circuito sea diferente del plano X - y DK del material. Los valores de DK de los ejes X e y suelen ser similares, pero los valores de DK de los ejes x, y Y Z suelen ser muy diferentes. Además, hay muchos métodos de prueba DK para probar materiales. Algunos métodos de prueba solo evalúan las propiedades del material en el eje z, y otros evalúan las propiedades del plano X - Y.
Si la información DK utilizada por los diseñadores en sus modelos está en el plano X - y (no en el eje z), es posible que no se adapte a su modelo específico. Es muy útil saber qué método de prueba se utiliza para determinar DK y la frecuencia de prueba para obtener los valores de dk.
Para la mayoría de los materiales de placas de circuito de alta frecuencia, el valor DK suele ser de alrededor de 4 o menos, y la heterogeneidad suele ser menos obvia. En la mayoría de los casos, la diferencia entre los valores DK del eje Z y el plano X - y no supera el 3%. Sin embargo, para los materiales de circuito de refuerzo de tela de vidrio no rellena, la diferencia DK puede ser mucho mayor.
Para materiales con un valor DK más alto (por ejemplo, materiales con un valor DK mayor o igual a 6), el valor DK del plano X - y es muy diferente del valor DK del eje Z. Para estos materiales, la diferencia DK del material suele oscilar entre el 5% y el 15% debido a la heterogeneidad (el valor real depende del material específico). Con algunas excepciones, algunos materiales de alta DK tienen poca heterogeneidad. En cualquier caso, los diseñadores deben tener en cuenta la heterogeneidad al usar materiales con valores DK más altos.
Finalmente, el diseñador debe utilizar el valor DK obtenido por el método de prueba más similar a la estructura de diseño del circuito, y con la misma frecuencia. Debido al número limitado de métodos de prueba y la amplia gama de aplicaciones de circuitos, es posible que sea difícil para los diseñadores encontrar una buena coincidencia entre el método de prueba y su modelo. En cualquier caso, el diseñador debe entender e intentar usar GM
