PCB 뉴스 - PCB 개전 상수에 대한 자세한 설명

1. 우리가 자주 사용하는 PCB 보드 미디어는 FR4 재료이며 공기의 상대 개전 상수는 4.2-4.7이다.이 개전 상수는 온도에 따라 달라지며 0-70도의 온도 범위 내에서 최대 변화 범위는 20% 에 달한다.개전 상수의 변화는 회선 지연에 10퍼센트의 변화를 초래할 것이다.온도가 높을수록 지연이 크다.개전 상수도 신호의 주파수에 따라 달라지는데 주파수가 높을수록 개전 상수는 작다.100M 이하, 4.5는 보드 간 용량 및 지연 계산에 사용할 수 있습니다.

2.일반 FR4 소재 PCB 보드 내부 신호의 전송 속도는 180ps/인치(1inch=100mil=2.54cm)입니다.표층은 일반적으로 상황에 따라 다르며 일반적으로 140-170 사이입니다.

3. 실제 콘덴서는 L, R, C 직렬로 간단하게 동등하게 사용할 수 있다.콘덴서에는 고주파 (이 공명점을 초과하는) 에서 전기 감성을 가진 공명점이 있습니다.콘덴서의 커패시터 값과 프로세스가 다르면 공명점도 다릅니다.제조업체마다 생산되는 제품도 크게 다를 수 있다.이 공명점은 주로 등효 직렬 전감에 달려 있다.현재, 예를 들어, 100nF 칩 콘덴서의 등가 직렬 감지는 약 0.5nH이고 ESR(등가 직렬 저항) 값은 0.1옴입니다.24M 정도에서 필터 효과가 가장 좋고 교류 임피던스는 0.1옴이다.1nF 칩 커패시터의 동등한 감전도 0.5nH(서로 다른 커패시터 값 간의 차이는 크지 않을 것), ESR은 0.01옴으로 200M 정도에서 최적의 필터 효과를 낼 것이다.더 나은 필터 효과를 얻기 위해 우리는 서로 다른 콘덴서 값의 콘덴서 조합을 사용했습니다.그러나 동등한 직렬 감지와 커패시터로 인해 24M과 200M 사이에는 단일 커패시터의 임피던스보다 큰 공명점이 있습니다.이것은 바람직하지 않은 결과이다.(24M에서 200M까지의 부분에서 작은 콘덴서는 커패시터이고 큰 전기 용기는 이미 전기 감성적입니다.두 개의 병렬 콘덴서는 병렬 LC에 해당합니다.두 콘덴서의 ESR 값의 합은 LC 회로의 직렬 저항입니다.LC가 병렬되면 직렬 저항이 0이면 공명점은 무한히 큰 저항을 가지고 있습니다.필터링 효과가 최악입니다.이 직렬 저항은 이러한 병렬 공명 현상을 억제하여 공명 지점에서 LC 공명기의 임피던스를 낮춥니다.)이러한 영향을 줄이기 위해 ESR이 큰 콘덴서를 적절히 사용할 수 있습니다.ESR은 공명 네트워크의 직렬 저항에 해당하며 Q 값을 낮추어 주파수 특성을 더 평탄하게 만들 수 있습니다.ESR의 증가는 전체 임피던스를 수렴시킵니다.24M 이하 및 200M 이상 대역에서는 임피던스가 증가하지만 24M 및 200M 대역에서는 임피던스가 감소합니다.따라서 보드 스위치 소음의 주파수 대역을 종합적으로 고려해야 한다.일부 국외의 회로판은 큰 전기용기와 작은 전기용기가 병렬될 때 작은 전기용기 (680pF) 가 몇개의 옴저항기와 직렬적으로 련결되도록 설계하였다.이것은 아마도 이런 고려에서 나온 것 같다.(위의 매개변수를 보면 1nF 커패시터의 Q 값은 100nF 커패시터의 Q 값의 10배입니다. 제조업체가 제공하는 구체적인 등가 직렬 감지와 ESR 값이 없기 때문에 위의 예에서 매개변수는 과거에 본 데이터를 기반으로 합니다. 그렇습니다. 그러나 편차가 너무 커서는 안 됩니다. 과거에는 많은 곳에서 본 재료가1nF와 100nF 세라믹 콘덴서의 주파수는 각각 100M과 10M이다.칩 콘덴서의 L이 훨씬 작다는 점을 고려했으나 발견되지 않았다. 편의를 위해 신뢰할 수 있는 값은 0.5nH로 계산됐다.구체적이고 신뢰할 수 있는 가치가 있다면, 나는 그것을 발표하고 싶다.

매체 상수 (Dk, Isla, Er) 는 매체에서 전기 신호가 전파되는 속도를 결정합니다.전신호의 전파 속도는 개전 상수의 제곱근과 반비례한다.개전 상수가 낮을수록 신호 전송 속도가 빨라진다.당신이 해변에서 달리는 것처럼 생생한 비유를 합시다.물의 깊이가 너의 복사뼈를 잠겼다.물의 점도는 개전 상수이다.물의 점성이 클수록 개전 상수가 높아지고 운행 속도가 느려진다.

개전 상수는 쉽게 측정되거나 정의되지 않습니다.이는 매체의 특성뿐만 아니라 테스트 방법, 테스트 빈도 및 테스트 전후 재료의 상태와도 관련이 있습니다.개전 상수도 온도에 따라 변화한다.일부 특수 재료는 개발 과정에서 온도 요소를 고려했다.습도도 개전 상수에 영향을 주는 중요한 요소이다. 왜냐하면 물의 개전 상수는 70이고 수분은 매우 적기 때문이다.중대한 변화를 일으킬 것이다.

다음은 일반적인 재료의 개전 상수(1Mhz 이하)입니다.

고속 및 고주파 응용에 가장 이상적인 재료는 동박에 싸인 공기 매체임을 알 수 있습니다.두께 공차는 +/-0.0001".재료의 개발로서, 모든 사람들이 Arlon과 같은 방향으로 노력하고 있습니다.특허로 개발 된 Foamclad는 기지국 안테나 응용에 매우 적합합니다.그러나 모든 설계가 더 작은 개전 상수가 좋은 것은 아닙니다.그것은 일반적으로 실제 설계에 기반합니다.작은 부피가 필요한 회로는 일반적으로 높은 개전 상수가 필요합니다.Arlon과 같은 재료는AR1000은 소형 회로 설계에 사용됩니다.전력 증폭기와 같은 일부 설계에는 일반적으로 Arlon Diclad527, AD255 등과 같은 2.55의 개전 상수 또는 AD350, 25N/FR 등과 같은 3.5의 개전 계수가 있습니다. 일부 설계도 사용됩니다.AD450과 같은 4.5 개전 상수는 주로 FR-4 설계에서 고주파 응용으로 바뀌었으며 이전 설계를 계속 사용하고자 합니다.

개전 상수는 신호의 전송 속도에 직접적인 영향을 미치는 것 외에 특성 저항도 크게 결정한다.서로 다른 부분에서 특성 임피던스 일치는 마이크로파 통신에서 특히 중요하다.임피던스 미스매치가 발생하면 임피던스 미스매치를 주파비라고도 합니다.

인쇄회로기판 재료는 MAX2242: FR4 또는 G-10을 선택해야 합니다.이 유형의 재료는 3GHz 미만의 작동 빈도를 가진 대부분의 저렴한 무선 응용프로그램에 적합합니다.MAX2242 평가판은 4단 FR4를 사용하며, 개전 상수는 4.5, 절연층 두께는 6밀이, 구리는 1온스이다.

MAX2242처럼 2.45GHz에서 임피던스가 (8+j5) 정도에 불과한 저임피던스 회로를 출력하도록 설계했을 때 0.5nH 센서는 4.5의 개전 상수와 6mil의 두께에 해당하는 8의 임피던스를 생성할 수 있다. FR4 인쇄회로기판의 60mil x 10mil 마이크로밴드 라인에서 발생하는 임피던스.

공명 주파수 계산: f=1/(2*3.14159*SQRT(L*C))

이상은 PCB 개전 상수에 대한 상세한 설명입니다.Ipcb는 PCB 제조업체 및 PCB 제조 기술에도 제공