Новости PCB - подробное объяснение диэлектрической константы PCB

1. Средой, которую мы обычно используем в пластинах PCB, является материал FR4, а относительная диэлектрическая константа воздуха составляет 4,2 - 4,7. Эта диэлектрическая константа изменяется с температурой, при температурном диапазоне 0 - 70 градусов максимальный диапазон может достигать 20%. Изменение диэлектрической постоянной приведет к 10 - процентному изменению задержки линии. Чем выше температура, тем больше задержка. Диэлектрическая константа также меняется с частотой сигнала, чем выше частота, тем меньше диэлектрическая константа. Менее 100М, 4.5 может использоваться для расчета емкости и задержки между пластинами. диэлектрик это 

2. Скорость передачи сигнала внутреннего слоя в PCB - панели из обычного материала FR4 составляет 180ps / дюйм (1 дюйм = 1000 миль = 2,54 см). Поверхность обычно зависит от ситуации и обычно составляет от 140 до 170.

3. Фактические конденсаторы могут быть просто эквивалентны последовательным L, R и C. Конденсатор имеет резонансную точку, которая обладает электрической чувствительностью при высоких частотах (превышающих эту резонансную точку). Если конденсатор имеет разную емкость и процесс, резонансная точка также различна. Продукция, производимая различными производителями, также сильно различается. Эта точка резонанса в основном зависит от эквивалентной последовательной индуктивности. Теперь, например, эквивалентная последовательная индуктивность конденсатора чипа 100nF составляет около 0,5 нН, а значение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) составляет 0,1 Ом. Затем фильтрация лучше всего работает примерно на 24М, а сопротивление переменного тока составляет 0,1 Ом. Эквивалентная индуктивность конденсаторов на чипе 1nF также составляет 0,5 нН (разница между различными значениями емкости не слишком велика), а ESR составляет 0,01 Ом, что будет иметь оптимальный эффект фильтрации около 200 м. Чтобы получить лучший фильтр, мы использовали комбинации конденсаторов с различными значениями емкости. Однако из - за эквивалентной последовательной индуктивности и емкости между 24М и 200М будет резонансная точка, в которой существует максимальное сопротивление, превышающее сопротивление одного конденсатора. Это нежелательный результат. (В секциях от 24М до 200М небольшие конденсаторы являются конденсаторами, большие конденсаторы уже электрически чувствительны. Два параллельных конденсатора эквивалентны параллельным LC. Сумма значений ESR двух конденсаторов - это последовательное сопротивление LC - контура. Если LC соединяется параллельно, если последовательное сопротивление равно 0, то резонансная точка будет иметь бесконечное сопротивление, которое имеет Наихудший эффект имеет фильтрация. Последовательное сопротивление будет подавлять этот параллельный резонанс, тем самым уменьшая сопротивление резонатора LC в точке резонанса). Чтобы уменьшить это воздействие, можно правильно использовать конденсаторы с большим ESR. ESR эквивалентен последовательному сопротивлению в резонансной сети, что снижает значение Q и делает частотные характеристики более плоскими. Увеличение ESR приведет к сближению общего сопротивления. В диапазонах ниже 24М и выше 200М сопротивление увеличивается, а в диапазонах 24М и 200М сопротивление уменьшается. Поэтому частотный диапазон шума переключателя пластины должен рассматриваться комплексно. Некоторые зарубежные платы имеют небольшой конденсатор (680pF), который последовательно соединяется с несколькими омическими резисторами, когда большие конденсаторы и небольшие конденсаторы соединяются параллельно. Это может объясняться такими соображениями. (Из приведенных выше параметров значение Q конденсатора 1nF в 10 раз выше значения Q конденсатора 100nF. Поскольку производитель не имеет конкретных эквивалентных значений последовательной индуктивности и ESR, параметры в приведенном выше примере основаны на данных, которые он видел в прошлом. Керамические конденсаторы 1nF и 100nF имеют частоты 100M и 10M соответственно. Учитывая, что конденсатор чипа L намного меньше, но не найден. Для удобства надежное значение рассчитывается как 0,5 н.ч. Если у вас есть конкретные и надежные ценности, я надеюсь, что они будут опубликованы.

Диэлектрическая константа (Dk, Эпсилон, Er) определяет скорость распространения электрических сигналов в среде. Скорость распространения электрического сигнала обратно пропорциональна квадратному корню диэлектрической константы. Чем ниже диэлектрическая постоянная, тем быстрее передается сигнал. Давайте проведем яркую аналогию, как если бы вы бегали по пляжу. Глубина воды затопила лодыжку. Вязкость воды - диэлектрическая константа. Чем больше вязкость воды, тем выше диэлектрическая константа и тем медленнее она работает.

Диэлектрические константы нелегко измерить или определить. Это связано не только с характеристиками среды, но и с методами тестирования, частотой испытаний и состоянием материала до и во время испытаний. Диэлектрическая постоянная также изменяется с температурой. Некоторые специальные материалы учитывают температурный фактор при разработке. Влажность также является важным фактором, влияющим на диэлектрическую константу, поскольку диэлектрическая константа воды составляет 70, а влаги очень мало. Это приведет к значительным изменениям.

Ниже приведены диэлектрические константы некоторых типичных материалов (при 1 МГц):

Можно видеть, что для высокоскоростных и высокочастотных приложений идеальным материалом является воздушная среда, завернутая в медную фольгу, Допуск толщины + / - 0.0001 « Как разработка материала, все работают в этом направлении, например, Arlon. Патентная разработка Foamclad идеально подходит для применения антенны базовой станции. Но не все конструкции имеют меньшие диэлектрические константы, чем лучше. Она обычно основана на некоторых практических конструкциях. Некоторые схемы, требующие небольших объемов, обычно требуют высокой диэлектрической константы. Материалы, такие как Arlon AR1000 используется при проектировании миниатюрных схем. Некоторые конструкции, такие как усилители мощности, обычно имеют диэлектрическую константу 2,55 (например, Arlon Diclad527, AD255 и т. Д.) или диэлектрический коэффициент 3,5 (например, AD350, 25N / FR и т. Д.). Некоторые конструкции также используются. 4.5 Диэлектрическая константа (например, AD450) в основном была изменена с конструкции FR - 4 на высокочастотные приложения и надеется продолжить использование предыдущей конструкции.

В дополнение к прямому влиянию на скорость передачи сигнала диэлектрическая константа также в значительной степени определяет характеристическое сопротивление. В разных частях согласование характеристик сопротивления особенно важно в микроволновой связи. В случае дислокации сопротивления дислокация сопротивления также называется отношением стоячей волны.

Материалы для печатных плат следует выбрать MAX2242: FR4 или G - 10. Этот тип материала является отличным выбором для большинства недорогих беспроводных приложений с рабочей частотой менее 3 ГГц. В оценочной панели MAX2242 используется 4 слоя FR4 с диэлектрической константой 4,5, толщиной изоляционного слоя 6 м и содержанием меди 1 унция.  диэлектрик это 

При проектировании схем с низким сопротивлением, таких как MAX2242, с выходным сопротивлением около 2,45 ГГц (8 + j5), индуктор 0,5 нН может генерировать 8 индуктивных сопротивлений, что эквивалентно 4,5 диэлектрической константе и 6 милям толщины. Сопротивление, создаваемое микролинией 60 миль x 10 миль на печатной плате FR4.

Расчет резонансной частоты: f = 1 / (2 * 3.14159 * SQRT (L * C))