Κατά την προσαρμογήπλακέτες υψηλής συχνότητας, είναι σημαντικό να εστιάσετε στις βασικές τιμές της διηλεκτρικής σταθεράς (Dk) και του συντελεστή απώλειας (Df), όπως "σταθερή Dk, όχι χαμηλή, συχνότητα Df, όχι ονομαστική", και όχι μόνο στις ονομαστικές τιμές στο εγχειρίδιο δεδομένων κατά την επιλογή υλικών.
Διηλεκτρική σταθερά (Dk): εστίαση στη σταθερότητα και όχι στην απόλυτη τιμή
Το Dk είναι μια παράμετρος που μετρά την ικανότητα ενός υλικού να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια, καθορίζοντας άμεσα την ταχύτητα μετάδοσης του σήματος και τη χαρακτηριστική ακρίβεια αντίστασης.
Βασική εστίαση:
Η ανοχή πρέπει να ελέγχεται αυστηρά εντός ± 0,05. Μια διακύμανση 0,1 σε Dk μπορεί να προκαλέσει μετατόπιση σύνθετης αντίστασης 50 Ω πολλών ohms, οδηγώντας σε ανάκλαση σήματος.
Δώστε προτεραιότητα στο εύρος διακύμανσης του Dk εντός της ζώνης συχνοτήτων λειτουργίας: για παράδειγμα, η διακύμανση του Dk στο Rogers RO4350B εντός του εύρους από 10 GHz έως 24 GHz δεν υπερβαίνει το 0,01, το οποίο είναι πολύ καλύτερο από τη διακύμανση ± 0,3 του συνηθισμένου FR-4.
Διάκριση μεταξύ "τιμής δοκιμής" και "αξίας σχεδίασης": Η επίσημη τιμή δοκιμής του RO4350B είναι 3,48@10 GHz Η προτεινόμενη τιμή σχεδιασμού είναι 3,66. Στην πραγματική προσαρμογή, τα δεδομένα μέτρησης άνω των 10 GHz θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ως πρότυπο και η τιμή Dk σε χαμηλή συχνότητα 1 MHz δεν μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα.
Προσοχή στην ανισοτροπία: Υπάρχουν διαφορές σε Dk μεταξύ του επιπέδου XY και της κατεύθυνσης του άξονα Z ορισμένων πλακών. Κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης, είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθούν οι μετρούμενες παράμετροι των αντίστοιχων διαστάσεων για να αποφευχθεί η αποσύνδεση μεταξύ προσομοίωσης και μέτρησης.
Συντελεστής απώλειας (Df): Τα σενάρια υψηλής συχνότητας έχουν υψηλότερη προτεραιότητα από το Dk
Το Df αντιπροσωπεύει το ποσοστό της ενέργειας που μετατρέπεται σε θερμότητα κατά τη διάδοση του σήματος σε ένα μέσο, καθορίζοντας άμεσα τον βαθμό εξασθένησης του σήματος.
Βασική εστίαση:
Πρέπει να ταιριάζει με την πραγματική συχνότητα λειτουργίας: η εξασθένηση του FR-4 (Df ≈ 0,02) στα 10 GHz είναι περίπου 0,82 dB/ίντσα, ενώ το RO4350B (Df ≈ 0,0037) είναι μόνο 0,26 dB/ίντσα, με συνολική διαφορά καλωδίωσης 1 μεγαλύτερη από 10 ίντσα για συνολική απώλεια καλωδίωσης μεγαλύτερη από 10 ίντσα.
Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο πιο αυστηρές είναι οι απαιτήσεις: για συχνότητες πάνω από 3 GHz, το Df πρέπει να είναι μικρότερο από 0,005 και για σενάρια ραντάρ κυμάτων χιλιοστών 77 GHz, πρέπει να επιλέγονται υλικά PTFE με Df μικρότερη από 0,001.
Δεν μπορούμε να επιδιώξουμε τυφλά το εξαιρετικά χαμηλό Df: Το RO4350B είναι απολύτως επαρκές για εφαρμογές κάτω των 6 GHz. Η τυφλή επιλογή υλικών PTFE υψηλής ποιότητας με χαμηλότερο Df θα αυξήσει το κόστος εκθετικά και θα έχει εξαιρετικά χαμηλή οικονομική απόδοση.
4 κοινές παρανοήσεις που πρέπει να αποφεύγετε κατά την προσαρμογή
Εστιάζοντας μόνο στο Dk και αγνοώντας το Df: Σε σενάρια υψηλής συχνότητας, το Df καθορίζει άμεσα την απόσταση μετάδοσης του σήματος και πολλά μη φυσιολογικά προβλήματα εξασθένησης προκαλούνται από την επιλογή υλικών αποκλειστικά με βάση το Dk.
Παραμέληση της επίδρασης της θερμοκρασίας και της υγρασίας: Αφού το FR-4 απορροφήσει νερό, η Dk θα αυξηθεί από 4,2 σε 4,5. Οι εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους απαιτούν από τους κατασκευαστές να παρέχουν τη χαρακτηριστική καμπύλη Dk/Df στους -40 μοίρες ~85 μοίρες.
Μέθοδος δοκιμής σύγχυσης: Οι τιμές Dk/Df που λαμβάνονται με διαφορετικές μεθόδους δοκιμής (μέθοδος κοιλότητας συντονισμού, μέθοδος γραμμής μεταφοράς) ποικίλλουν πολύ και ο προμηθευτής πρέπει να υποχρεωθεί να παρέχει δεδομένα μέτρησης σύμφωνα με το πρότυπο IPC-TM-650.
Χρήση του FR-4 για να αντέχει σε υψηλές συχνότητες: Η διηλεκτρική απώλεια του FR-4 στο εύρος συχνοτήτων άνω των 3 GHz θα έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια περισσότερο από το μισό της ισχύος σήματος, το οποίο δεν μπορεί να ανταποκριθεί πλήρως στις απαιτήσεις μετάδοσης σεναρίων κυμάτων χιλιοστού.
Αναφορά επιλογής για το κύριο φύλλο υψηλής συχνότητας Dk/Df
| 材料型号 | Dk@10GHz | Df@10GHz | Προσαρμοστική ζώνη συχνοτήτων | Τυπικά σενάρια εφαρμογής |
|---|---|---|---|---|
| Τυπικό FR-4 | 4.2~4.8 (υψηλή μεταβλητότητα) | 0.018~0.025 | ＜1 GHz | Συνηθισμένη ψηφιακή πλακέτα χαμηλής συχνότητας |
| Rogers RO4350B | 3.48±0.05 | 0.0037 | Λιγότερο ή ίσο με 30 GHz | Σταθμός βάσης 5G, συμβατική πλακέτα RF |
| Rogers RO4003C | 3.38±0.05 | 0.0027 | Λιγότερο ή ίσο με 30 GHz | Πίνακας επικοινωνίας χαμηλών απωλειών |
| Rogers RO3003 | 3.00±0.04 | 0.0013 | Μικρότερο ή ίσο με 77 GHz+ | Ραντάρ κυμάτων χιλιοστών τοποθετημένο σε όχημα |
| Taconic RF-35 | 3.5±0.05 | 0.0018 | Λιγότερο ή ίσο με 40 GHz | Πλακέτα RF μεσαίας έως υψηλής ποιότητας |