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yq66789銀蟲 (著名寫手)
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[求助]
PCB信號傳輸、基材Dk和Df相關(guān)問題求助 已有1人參與
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有對PCB方面熟悉的朋友嗎,從業(yè)人員更好了,有幾個入門的問題想請教下~ 1、PCB工作時,其上的銅線里傳輸?shù)男盘栴悇e?是電信號、電磁波信號、數(shù)字信號,還是別的什么信號呢? 2、PCB的信號傳輸在銅線通路中,作為絕緣層的基材介質(zhì)是通過什么方式來影響信號傳輸速度和損耗的呢?是否可以簡單的理解為,介電常數(shù)主要影響信號傳輸速度,介電損耗因數(shù)主要影響信號損失大小呢? 3、在高頻應(yīng)用中,是否低Dk和低Df都重要?在高速應(yīng)用中,是否低Df更重要呢? 網(wǎng)上查資料太過零散,也沒找到太有用的信息,希望各位不吝賜教,謝謝謝謝! |
鐵桿木蟲 (正式寫手)
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1,當(dāng)電磁場的分布可以被人利用,可以實現(xiàn)信息表達(dá)和傳遞時,才被稱為信號。所以PCB工作時其上的銅線里傳輸?shù)男盘栴悇e是什么,要看從什么角度說。 說它是電信號,沒問題。因為金屬銅是電的良導(dǎo)體,不同空間位置的金屬銅的電位不同時就有電壓,導(dǎo)體內(nèi)有電子的定向移動就有電流,電壓電流能代表信息,所以可以說是電信號。 大多數(shù)情況下說他是電磁波信號也可以。因為有電壓(電位差)就有電場分布,有電流,則就有磁場存在。被代表的信息是變化(信息是用來消除不確定性的,所以不可能是固定不變確定的)的,所以電壓電流也會變化,描述電磁場的麥克斯韋方程組是二階偏微分方程組,在PCB銅線、基材介質(zhì)、空氣環(huán)境的邊界條件下,解是波的形式,所以可以說是電磁波信號(一般來說,當(dāng)頻率較低時,用集總參數(shù)電路模型來近似電磁場較為方便,精度也足夠了。而當(dāng)頻率較高時,比如微波波段以上時,用電路模型就會誤差太大,必須用場和波的觀點)。 用電壓電流或電場磁場代表的信息是連續(xù)時,那么電壓電流或電場磁場信號是模擬信號,如果用電壓電流或電場磁場代表的信息是離散不連續(xù)時,那么電壓電流或電場磁場信號是數(shù)字信號。因為數(shù)字信號只允許有限的幾種狀態(tài),電壓電流或電場磁場受到少許干擾,沒有從一種允許狀態(tài)變成另一種允許狀態(tài)時,被代表的信息就沒有被干擾。所以數(shù)字信號比模擬信號抗干擾能力強(qiáng)。 2,PCB銅線、基材介質(zhì)、空氣環(huán)境都是解麥克斯韋方程組的邊界條件。但是解并不就是信號本身(基帶信號)。解得的電磁場分布,或者其電路模型近似,可以看作是信息的載體(頻帶信號)。如果允許的頻帶信號頻率范圍較窄,那么基帶信號只能是低速信號(單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘枯^少)。而所謂信號損失或衰耗,則是指承載信息的電磁場能量的衰減(能量守恒,所謂衰減是能量轉(zhuǎn)化為熱量等不能承載信息的能量形式,或電磁場擴(kuò)散到更大范圍,使接收端只能檢測到更小的能量)。 3,第三點所涉及的Dk和低Df,我不懂。 |

銀蟲 (著名寫手)
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非常感謝您的回復(fù)!敲這么多字可真是太難得啦~Dk是介電常數(shù),Df是介質(zhì)損耗因數(shù),我還比較困惑的是:信號既然是在銅線里傳輸,那介質(zhì)材料是通過什么來影響信號傳輸速度和損耗的呢?在別的地方有看到是通過導(dǎo)線間會形成的分布電容來影響的,只有這個原因嗎 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
鐵桿木蟲 (正式寫手)
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介電常數(shù)和介質(zhì)損耗系數(shù)我是知道的。材料方面用的符號我不熟悉。 已經(jīng)說了金屬導(dǎo)體、介質(zhì)(包括基材和空氣)都是麥克斯韋方程組的邊界條件。在介質(zhì)中也有電磁場分布的,當(dāng)然會影響信號傳輸。其中帶寬影響信號傳輸速度,能量變化影響損耗。 你說的分布電容也不錯,這是用電路觀點來看電磁場。當(dāng)有損耗時,電容就不是理想電容,用電路觀點看的話,應(yīng)該是一個理想電容與一個電阻并聯(lián),才是有損耗電容的等效電路;蛘哒f基材的介質(zhì)損耗,可以用電阻作為電路模型來等效。 對了,說句題外話,你如果對此感興趣的話,可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)電動力學(xué)或者電磁場理論。這是人類對宏觀電磁現(xiàn)象的最好最完整的理論(當(dāng)然它不是終極理論,涉及原子、電子的有量子電動力學(xué),涉及更小世界的有量子色動力學(xué),涉及高速運動的有相對論電動力學(xué),等等)。電路理論、電工學(xué)、幾何光學(xué)、等等都是對電磁現(xiàn)象在某些特殊場合下的,更便于應(yīng)用的近似理論。 |

新蟲 (小有名氣)
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Dk跟阻抗關(guān)系密切,不同的Dk線寬和長度需要調(diào)節(jié),Df跟線的損耗關(guān)系密切,跟功率損失和發(fā)熱損耗相關(guān) 發(fā)自小木蟲IOS客戶端 |
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