PCB哪些因素影響損耗
我們經(jīng)常討論PCB中損耗大小的問(wèn)題。有的工程師就會(huì)問(wèn),哪些因?yàn)闀?huì)影響損耗的大小呢?其實(shí),最常見(jiàn)的答案通常會(huì)說(shuō)PCB材料的損耗因子、PCB傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度、銅箔粗糙度,其實(shí)答案肯定遠(yuǎn)不至于此。下面我們分別就相應(yīng)參數(shù)做一些實(shí)驗(yàn)給大家介紹下PCB板中哪些因素對(duì)傳輸線(xiàn)損耗有影響。
本文引用地址:http://www.ljygm.com/article/202405/458845.htm首先看看介質(zhì)損耗因子Df對(duì)損耗的影響,以Df為變量,分析Df的變化對(duì)損耗的影響,下圖是分析的原理圖:
仿真對(duì)比結(jié)果如下,顯然,隨著PCB介質(zhì)損耗因子的變大,損耗越來(lái)越大:
長(zhǎng)度也是損耗的主要因素之一,把傳輸線(xiàn)長(zhǎng)度設(shè)定為L(zhǎng)en變量,分析Len的變化對(duì)損耗的影響,下圖是分析的原理圖:
仿真對(duì)比結(jié)果如下,顯然,隨著傳輸線(xiàn)長(zhǎng)度越來(lái)越大大,損耗越來(lái)越大:
銅箔是PCB中常用的導(dǎo)體,其粗糙度的大小也會(huì)對(duì)損耗造成影響,通過(guò)分析,粗糙度的變化對(duì)損耗的影響如下圖所示:
從上圖中可以看到銅箔粗糙度越大,損耗越大。
這三個(gè)影響因子是工程師們很容易能理解。為了減小,工程師們通常想到的方式就是使用低介質(zhì)損耗角因子、減短傳輸線(xiàn)長(zhǎng)度以及減小銅箔粗糙度。
除了這三個(gè)影響因子,還有諸如過(guò)孔、傳輸線(xiàn)對(duì)內(nèi)不等長(zhǎng)、串?dāng)_等對(duì)損耗有影響。如高多層板中的過(guò)孔,很多時(shí)候都會(huì)存在的過(guò)孔殘樁(Stub),如下圖所示:
過(guò)孔殘樁(Stub)就會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗變大,如下圖所示為相同的過(guò)孔,沒(méi)有殘樁和有殘樁的損耗結(jié)果,有殘樁的時(shí),會(huì)存在一個(gè)非常大的諧振點(diǎn),即在此諧振點(diǎn)處,損耗非常大。
并且,隨著殘樁越來(lái)越大,諧振的頻率會(huì)越來(lái)越小(相對(duì)應(yīng)在特定的頻率處損耗也會(huì)變大)。
在PCB設(shè)計(jì)中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)差分對(duì)內(nèi)不等長(zhǎng)(偏差skew)的現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著偏差長(zhǎng)度的變化,損耗也會(huì)不一樣。如下圖所示,隨著偏差長(zhǎng)度的越來(lái)越長(zhǎng),相同頻率點(diǎn)處的損耗也越來(lái)越大。
在集成度越來(lái)越高的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,串?dāng)_是工程師一直都在擔(dān)心的問(wèn)題。因?yàn)閲?yán)重的串?dāng)_會(huì)導(dǎo)致很多信號(hào)完整性的問(wèn)題,比如對(duì)損耗的影響就是其中之一。如下圖所示為微帶線(xiàn)時(shí),當(dāng)傳輸線(xiàn)與傳輸線(xiàn)的間距變化時(shí)的損耗對(duì)比結(jié)果。
顯然,在保持其它設(shè)置不變時(shí),間距越大,在相同特定頻率點(diǎn)處,傳輸線(xiàn)的損耗衰減越小。其實(shí)串?dāng)_對(duì)損耗的影響還有一些比較有趣的現(xiàn)象,比如什么時(shí)候串?dāng)_會(huì)造成損耗的諧振點(diǎn),等等。
評(píng)論