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Tecnologia PCB
Su costanti dielettriche di campioni PCB
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Su costanti dielettriche di campioni PCB

Su costanti dielettriche di campioni PCB

2021-12-08
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Author:pcb

Il mezzo comune della piastra PCB utilizzato dal produttore di schede PCB è materiale FR4 e la costante dielettrica dell'aria relativa è 4,2-4,7. Questa costante dielettrica varia con la temperatura e può variare fino al 20% su un intervallo di temperatura di 0-70 gradi. Il cambiamento della costante dielettrica si tradurrà in un cambiamento del 10% del ritardo di linea sulla scheda PCB. Maggiore è la temperatura, maggiore è il ritardo. La costante dielettrica varia anche con la frequenza del segnale e più alta è la frequenza, più piccola è la costante dielettrica. Sotto 100M, la capacità e il ritardo tra le piastre possono essere calcolati con 4,5.


In generale, la velocità interna di trasmissione del segnale nella scheda PCB del materiale FR4 è 180ps/inch (1inch=1000mil=2.54cm). Gli strati superficiali variano generalmente da 140 a 170.


La capacità sul circuito stampato effettivo PCB può essere semplicemente equivalente a L, R, C in serie. La capacità ha un punto di risonanza, che mostrerà sensibilità ad alta frequenza (oltre questo punto di risonanza). Il valore di capacità e il processo della capacità sul circuito stampato PCB sono diversi e anche la produzione di diversi produttori di schede PCB sarà molto diversa. Questo punto di risonanza dipende principalmente dall'induttanza di serie equivalente. Ad esempio, l'induttanza di serie equivalente della capacità patch su una scheda PCB 100nF è di circa 0,5nH, il valore ESR (resistenza di serie equivalente) è di 0,1 Euro, quindi viene filtrato a circa 24M e l'impedenza CA è di 0,1 Euro. L'induttanza equivalente di una capacità patch 1nF è anche 0,5nH (la differenza tra i diversi valori di capacità non è grande), ESR è 0,01 Euro, che può filtrare intorno a 200M.

scheda pcb

Per ottenere un buon effetto filtro, utilizziamo condensatori di diversi valori di capacità da abbinare. Tuttavia, a causa dell'effetto di induttanza e capacità di serie equivalenti, ci sarà un punto di risonanza tra 24M e 200M, dove c'è una grande impedenza, che è maggiore di quella di un singolo condensatore. Questo è il risultato che non vogliamo. (Nell'intervallo da 24M a 200M, la piccola capacità della scheda PCB è capacitiva e la grande capacità è induttiva.


I due condensatori sul circuito stampato sono già in parallelo con LC. La somma dei valori ESR dei due condensatori è la resistenza di serie di questo circuito LC. Se la resistenza di serie è 0 in parallelo, allora ci sarà un'impedenza infinita al punto di risonanza, che ha scarso effetto filtrante. Questa inversione di resistenza di serie sopprime questo fenomeno di risonanza parallela e riduce l'impedenza del risonatore LC nel punto di risonanza. Per mitigare questo effetto, SMT SMT può utilizzare condensatori ESR più grandi qui come appropriato. ESR è equivalente alla resistenza di serie nella rete risonante, che può ridurre il valore Q, appiattito così le caratteristiche di frequenza.


Costante dielettrica (Dk, ε, Er) determina la velocità di propagazione del segnale elettrico nel mezzo. La velocità di propagazione del segnale elettrico è inversamente proporzionale alla radice quadrata della costante dielettrica. Più bassa è la costante dielettrica, più veloce è la trasmissione del segnale. Facciamo un'analogia visiva, proprio come si corre sulla spiaggia. La profondità dell'acqua sommerge le caviglie. La viscosità dell'acqua è la costante dielettrica. Più viscosa l'acqua è, più alta è la costante dielettrica e più lento si corre.


La costante dielettrica non è molto facile da misurare o definire, non è legata solo alle caratteristiche del mezzo stesso, ma anche al metodo di prova, alla frequenza di prova e allo stato del materiale prima e durante la prova. La costante dielettrica cambierà anche con il cambiamento di temperatura.Alcuni materiali speciali sono stati sviluppati tenendo conto della temperatura Anche l'umidità è un fattore importante che influisce sulla costante dielettrica, perché la costante dielettrica dell'acqua è 70.