Y cysonyn dielectrig (Dk) a ffactor colled (Df) byrddau cylched printiedig amledd uchel yw'r paramedrau craidd sy'n pennu ansawdd trosglwyddiad signal amledd uchel. Mae gan lawer o baramedrau enwol gweithgynhyrchwyr broblemau megis amodau profi afloyw a labelu ffug, a all arwain yn hawdd at beryglon mewn dylunio a chynhyrchu gwirioneddol. Isod, byddwn yn crynhoi pwyntiau gwybodaeth ymarferol craidd y ddau baramedr hyn i'ch helpu i osgoi trapiau paramedr.
Diffiniad Sylfaenol a Therminoleg Gyffredin Diwydiant
Cysonyn dielectrig (Dk/ε r): sy'n nodweddu gallu swbstrad pcb i storio gwefrau mewn maes trydan. Mewn peirianneg, mae'n cyfeirio at y cysonyn dielectrig cymharol (gwerth gwactod o 1), sy'n eiddo cynhenid didimensiwn.
Ffactor colled (Df/tan δ): Mae hyn yn cyfeirio at gyfran yr egni trydanol sy'n cael ei drawsnewid yn egni thermol fesul uned amser gan swbstrad o dan feysydd trydan am yn ail amledd uchel, a elwir hefyd yn dangiad colled dielectrig.
Y trap paramedr hawdd ei anwybyddu
Diffyg cyfatebiaeth amledd prawf: Mae Dk fr4 cyffredin fel arfer yn cael ei fesur ar amledd isel o 1MHz, tra bod byrddau cylched printiedig amledd uchel angen o leiaf 10GHz (X-band) o ddata mesuredig, ac ni all paramedrau amledd isel gynrychioli perfformiad golygfa amledd uchel o gwbl.
Marcio rhithwir goddefgarwch enwol: Gall y gwahaniaeth swp Dk o fr4 cyffredin gyrraedd ± 0.2, tra dylid rheoli goddefgarwch Dk o ddeunyddiau amledd uchel cymwys o fewn ± 0.02. Bydd y goddefgarwch marcio rhithwir yn achosi gwyriad rhwystriant gwirioneddol o 5-10 Ω yn uniongyrchol, sy'n fwy na'r gofyniad goddefgarwch o ± 2% ar gyfer cylchedau RF.
Cuddio sefydlogrwydd amgylcheddol: Nid yw llawer o ddeunyddiau amledd uchel am bris isel yn labelu'r cyfernod tymheredd cyson dielectrig τ Dk. Mewn senarios awyr agored yn amrywio o -40 gradd i +85 gradd , mae Dk yn newid yn sylweddol gyda drifft tymheredd, gan achosi drifft rhwystriant yn uniongyrchol a diffyg cyfatebiaeth signal.
Nid yw dylanwad lleithder yn cael ei esbonio: pan fydd cyfradd amsugno dŵr y swbstrad yn rhy uchel, bydd Dk yn cynyddu'n sylweddol ar ôl amsugno dŵr, bydd Df yn dirywio'n gydamserol, a bydd colled signal mewn amgylcheddau llaith yn llawer uwch na'r gwerth enwol.
Effaith graidd dau baramedr ar berfformiad cylched
Cysonyn dielectrig (Dk):
Gan bennu cyflymder trosglwyddo'r signal yn uniongyrchol, po isaf yw'r Dk, y lleiaf yw'r oedi ymlediad y signal, a'r cyflymaf yw'r cyflymder trosglwyddo.
Dyma'r paramedr mewnbwn craidd ar gyfer efelychu rhwystriant, a gall gwyriad Dk arwain yn uniongyrchol at fethiant dyluniadau rhwystriant safonol megis 50 Ω/100 Ω, gan achosi adlewyrchiad signal.
Ffactor colled (Df):
Gan benderfynu'n uniongyrchol ar golled mewnosod signalau amledd uchel, yn y band amledd uwch na 10GHz, gall y golled fesul modfedd o fr4 cyffredin gyrraedd 1-2dB, a gellir rheoli deunyddiau amledd uchel o ansawdd uchel o fewn 0.2dB.
Gall Df gormodol arwain at wastraffu pŵer ar y pen trawsyrru ac anallu i ddadfododi signalau gwan ar y pen derbyn, gan leihau'n uniongyrchol y pellter cyfathrebu a sensitifrwydd canfod radar.
Cyfeirnod paramedr nodweddiadol ar gyfer metel dalen amledd uchel prif ffrwd
| system ddeunydd | Gwerth Dk nodweddiadol (10GHz) | Gwerth Df nodweddiadol (10GHz) | Senarios cymwys craidd |
|---|---|---|---|
| Cyffredin FR-4 | 4.2~4.6 | ~0.02 | Cylchedau digidol cyflymder isel o dan 1GHz |
| Cyfres carbon hydrogen resin | 3.2~3.7 | 0.003~0.008 | Gorsaf sylfaen 5G, modiwl optegol cyflymder uchel |
| RO4000 gyfres | 3.48~3.66 | 0.002~0.0037 | Mwyhadur RF, radar modurol |
| Cyfres wedi'i haddasu PTFE | 2.2~2.6 | 0.001~0.003 | Ton milimetr, cyfathrebu lloeren, radar milwrol |
Dulliau profi awdurdodol a ddefnyddir yn gyffredin yn y diwydiant
Ni ellir profi Dk a Df bwrdd cylched printiedig amledd uchel gan ddefnyddio'r dull tabl Q-fr4 cyffredin. Y dull resonance llinell stribed a ddefnyddir yn gyffredin yn y diwydiant yw mesur amlder soniarus y resonator llinell stribed gan ddefnyddio dadansoddwr rhwydwaith fector i wrthdroi Dk, a mesur gwerth ffactor ansawdd Q i wrthdroi Df. Mae'r canlyniadau'n agosach at gyflwr gweithio gwirioneddol y pcb.