Resumen en una frase: interpretación Dk/Df de la placa de alta-frecuencia de Rogers
Dk determina si la señal viaja rápido o no y si la impedancia es precisa, mientras que Df determina si la señal decae severamente y qué tan lejos puede viajar. El primero es el estado de la carretera de la arteria principal y el segundo es el consumo de combustible. - estos dos parámetros juntos determinan qué frecuencia y durante cuánto tiempo puede funcionar este enlace de alta-frecuencia.
1, Dk (constante dieléctrica ε r): Tubo "velocidad e impedancia"
Significado físico: la capacidad de un material para almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico es una relación adimensional del vacío relativo (=1). Escribe Dk o ε r en ingeniería.
Ingresa directamente tres fórmulas de ingeniería (esta es la clave para la "interpretación", los parámetros solo tienen sentido cuando se convierten en indicadores de circuito):
Velocidad de propagación: Vp=c/√ Dk - cuanto menor sea Dk, más rápida será la señal
Retraso de transmisión: tpd ≈ 84,7 × √ Dk (ps/pulgada) - Cuando Dk cambia de 3,48 a 3,60, el retraso varía aproximadamente un 0,3%
Impedancia característica: bajo el mismo ancho de línea/grosor dieléctrico, Z0 ∝ 1/√ Dk - Dk polarizado en 0,1, 50 Ω pueden desviarse en más de 2,5 Ω, lo que desencadena directamente la reflexión.
2, Los 5 escollos más fáciles de pisar al leer manuales de datos
Esta es la parte más práctica de la palabra 'interpretación' - para el mismo Dk/Df, diferentes condiciones nominales pueden dar lugar a diferencias significativas en los números:
Pruebe la discrepancia de frecuencia: el Dk de FR-4 generalmente está marcado con un valor de 1MHz, y la placa de alta-frecuencia debe buscar datos alrededor de 10GHz. Dk disminuye con la frecuencia, y el uso de valores de baja-frecuencia para simulaciones de alta frecuencia resultará inevitablemente en un sesgo.
Métodos de prueba inconsistentes: el método de resonancia de línea de tira/SPDR estándar de la industria IPC-TM-650 requiere la confirmación de condiciones consistentes antes de la comparación manual cruzada, y los datos de prueba no estándar no se pueden comparar directamente horizontalmente.
La tolerancia está marcada como virtual: incluya siempre el valor ± cuando mire Dk. ± 0,02 y ± 0,2 son dos capacidades de control de impedancia completamente diferentes.
Anisotropía ignorada: Es posible que el manual solo proporcione un Dk, pero el eje Z-en realidad es diferente del plano XY. Las líneas de microcinta, las líneas de tira y las estructuras resonantes son sensibles a la dirección y la simulación debe realizarse con precisión.
Humedad y fugas de lámina de cobre: Dk aumenta y Df se deteriora después de que la placa absorbe agua (tasa de absorción de agua de PTFE<0.02%, almost unaffected); In addition, the conductor loss caused by copper foil roughness at 10GHz may exceed the dielectric loss, and HVLP/RTF low profile copper foil must be used.
3, método de interpretación de aterrizaje en tres pasos
Primera frecuencia establecida:<6GHz, RO4000 series is sufficient; 6~30GHz, Choose RO3000/PTFE mid-range; ≥30GHz, Directly access RT/duroid 5880 and RO3003.
Calcule nuevamente el presupuesto de pérdidas: estime la pérdida dieléctrica usando d ≈ 2.3 · f · Df ·√ Dk, agregue la pérdida del conductor y vea si la pérdida de inserción total puede alcanzar el margen del enlace, en lugar de centrarse solo en el valor de Df.
Finalmente, verifique la estabilidad: el fabricante debe proporcionar informes Dk/Df para la frecuencia de operación, el rango de temperatura completo y lote por lote, y confirmar qué dirección de Dk y punto de frecuencia se utiliza en la simulación.