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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！ |
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【答案】應(yīng)助回帖
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yq66789: 金幣+20, ★★★很有幫助 2019-12-20 17:51:30
yq66789: 金幣+20, ★★★很有幫助 2019-12-20 17:51:30
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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。 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。 |
2樓2019-12-20 10:11:18
yq66789
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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 |
3樓2019-12-20 17:58:44
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【答案】應(yīng)助回帖
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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。或者說基材的介質(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。 |
4樓2019-12-23 11:44:33
EpsilonWang
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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 |
5樓2020-02-08 19:55:31
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