Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
PCB-Technologie
Über dielektrische Konstanten von Leiterplattenproben
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Über dielektrische Konstanten von Leiterplattenproben

Über dielektrische Konstanten von Leiterplattenproben

2021-12-08
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Author:pcb

Das übliche PCB-Plattenmedium verwendet von Leiterplattenhersteller ist FR4 Material, und die dielektrische Konstante der relativen Luft ist 4.2-4.7. Diese dielektrische Konstante variiert mit der Temperatur, und kann bis zu 20% über einen Temperaturbereich von 0-70 Grad variieren. Die Änderung der dielektrischen Konstante führt zu einer 10% Änderung der Leitungsverzögerung auf der Leiterplatte. Je höher die Temperatur, je größer die Verzögerung. Die Dielektrizitätskonstante variiert auch mit der Signalfrequenz, und je höher die Frequenz, je kleiner die dielektrische Konstante. Unter 100M, Kapazität und Verzögerung zwischen Platten können mit 4 berechnet werden.5.


Im Allgemeinen ist die interne Signalübertragungsgeschwindigkeit in der Leiterplatte des FR4-Materials 180ps/inch (1inch=1000mil=2.54cm). Die Oberflächenschichten variieren im Allgemeinen von 140 bis 170.


Die Kapazität auf der eigentlichen Leiterplatte kann einfach äquivalent zu L, R, C in Reihe sein. Die Kapazität hat einen Resonanzpunkt, der bei hoher Frequenz (jenseits dieses Resonanzpunktes) Empfindlichkeit zeigt. Der Kapazitätswert und der Prozess der Kapazität auf der Leiterplatte sind unterschiedlich, und die Produktion verschiedener Leiterplattenhersteller wird auch sehr unterschiedlich sein. Dieser Resonanzpunkt hängt hauptsächlich von der äquivalenten Serieninduktivität ab. Zum Beispiel beträgt die äquivalente Serieninduktivität der Patchkapazität auf einer 100nF-Leiterplatte etwa 0,5nH, der ESR-Wert (äquivalenter Serienwiderstand) ist 0,1 Euro, dann wird er bei rund 24M gefiltert und die Wechselstromimpedanz ist 0,1 Euro. Die äquivalente Induktivität einer 1nF Patchkapazität ist auch 0,5nH (der Unterschied zwischen verschiedenen Kapazitätswerten ist nicht groß), ESR ist 0,01 Euro, der um 200M filtern kann.

Leiterplatte

Um einen guten Filtereffekt zu erzielen, verwenden wir Kondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitätswerten. Aufgrund des Effekts der äquivalenten Reiheninduktivität und Kapazität wird es jedoch einen Resonanzpunkt zwischen 24M und 200M geben, wo es eine große Impedanz gibt, die größer ist als die eines einzelnen Kondensators. Das ist das Ergebnis, das wir nicht wollen. (Im Bereich von 24M bis 200M ist die kleine Kapazität der Leiterplatte kapazitiv und die große Kapazität induktiv.


Die beiden Kondensatoren auf dem Leiterplatte sind bereits parallel zu LC. Die Summe der ESR-Werte der beiden Kondensatoren ist der Reihenwiderstand dieser LC-Schaltung. Wenn der Reihenwiderstand 0 parallel ist, dann gibt es eine unendliche Impedanz am Resonanzpunkt, mit schlechter Filterwirkung. Diese Reihenwiderstandsumkehr unterdrückt dieses parallele Resonanzphänomen und reduziert die Impedanz des LC-Resonators am Resonanzpunkt. Um diesen Effekt abzumildern, SMT SMT kann hier je nach Bedarf größere ESR-Kondensatoren verwenden. ESR entspricht dem Reihenwiderstand im Resonanznetz, die den Q-Wert reduzieren kann, Dadurch wird die Frequenzcharakteristik abgeflacht.