Pri prilagajanjuvisokofrekvenčne plošče, je pomembno, da se pri izbiri materialov osredotočite na osnovne vrednosti dielektrične konstante (Dk) in faktorja izgube (Df), kot sta "stabilen Dk, ni nizek; frekvenca Df, ni nominalna", in ne le na nominalne vrednosti v priročniku s podatki.
Dielektrična konstanta (Dk): osredotočite se na stabilnost in ne na absolutno vrednost
Dk je parameter, ki meri sposobnost materiala za shranjevanje električne energije, neposredno določa hitrost prenosa signala in natančnost karakteristične impedance.
Glavni poudarek:
Toleranco je treba strogo nadzorovati v okviru ± 0,05. Nihanje Dk za 0,1 lahko povzroči odmik impedance 50 Ω za več ohmov, kar povzroči odboj signala.
Dajte prednost amplitudi nihanja Dk znotraj delovnega frekvenčnega pasu: na primer, variacija Dk v Rogers RO4350B v območju od 10 GHz do 24 GHz ne presega 0,01, kar je veliko boljše od fluktuacije ± 0,3 običajnega FR-4.
Razlikujte med "testno vrednostjo" in "načrtno vrednostjo": uradna preskusna vrednost RO4350B je 3,48@10GHz. Priporočena zasnova vrednost je 3,66. Pri dejanski prilagoditvi je treba kot standard uporabiti izmerjene podatke nad 10 GHz, vrednosti Dk pri nizki frekvenci 1 MHz pa ni mogoče neposredno uporabiti.
Pozor na anizotropijo: Obstajajo razlike v Dk med ravnino XY in smerjo osi Z nekaterih plošč. Med simulacijo je treba potrditi izmerjene parametre ustreznih dimenzij, da preprečimo prekinitev povezave med simulacijo in meritvijo.
Faktor izgube (Df): visokofrekvenčni scenariji imajo višjo prednost kot Dk
Df predstavlja delež energije, pretvorjene v toploto med širjenjem signala v mediju, ki neposredno določa stopnjo oslabitve signala.
Glavni poudarek:
Ujemati se mora z dejansko delovno frekvenco: dušenje FR-4 (Df ≈ 0,02) pri 10 GHz je približno 0,82 dB/palec, medtem ko je RO4350B (Df ≈ 0,0037) samo 0,26 dB/palec, pri čemer je razlika v skupni izgubi več kot trikratna za 10-palčno ožičenje.
Višja kot je frekvenca, strožje so zahteve: za frekvence nad 3 GHz mora biti Df nižji od 0,005, za scenarije radarjev z milimetrskimi valovi 77 GHz pa je treba izbrati materiale PTFE z Df manj kot 0,001.
Ne moremo slepo slediti ultra nizkemu Df: RO4350B popolnoma zadostuje za aplikacije pod 6 GHz. Slepo izbiranje vrhunskih PTFE materialov z nižjo Df bo eksponentno povečala stroške in imela izjemno nizko stroškovno učinkovitost.
4 pogoste napačne predstave, ki se jim je treba izogibati pri prilagajanju
Osredotočanje samo na Dk in ignoriranje Df: V visokofrekvenčnih scenarijih Df neposredno določa razdaljo prenosa signala in številne nenormalne težave z dušenjem povzroča izbira materialov, ki temeljijo izključno na Dk.
Zanemarjanje vpliva temperature in vlažnosti: Ko FR-4 absorbira vodo, se Dk poveča s 4,2 na 4,5. Za uporabo na prostem morajo proizvajalci zagotoviti karakteristično krivuljo Dk/Df pri -40 stopinjah ~85 stopinjah.
Metoda testiranja zmede: Vrednosti Dk/Df, pridobljene z različnimi metodami testiranja (metoda z resonančno votlino, metoda prenosnega voda), se zelo razlikujejo, zato je treba od dobavitelja zahtevati, da zagotovi izmerjene podatke v skladu s standardom IPC-TM-650.
Uporaba FR-4 za odpornost na visoke frekvence: Dielektrična izguba FR-4 v frekvenčnem območju nad 3 GHz bo povzročila izgubo več kot polovice moči signala, ki popolnoma ne more izpolniti zahtev glede prenosa scenarijev milimetrskega vala.
Izbirna referenca za glavni visokofrekvenčni list Dk/Df
| 材料型号 | Dk@10GHz | Df@10GHz | Prilagodljiv frekvenčni pas | Tipični scenariji uporabe |
|---|---|---|---|---|
| Standard FR-4 | 4,2~4,8 (visoka volatilnost) | 0.018~0.025 | <1GHz | Navadna nizkofrekvenčna digitalna plošča |
| Rogers RO4350B | 3.48±0.05 | 0.0037 | Manjši ali enak 30 GHz | 5G bazna postaja, običajna RF plošča |
| Rogers RO4003C | 3.38±0.05 | 0.0027 | Manjši ali enak 30 GHz | Komunikacijska plošča z nizkimi izgubami |
| Rogers RO3003 | 3.00±0.04 | 0.0013 | Manjši ali enak 77GHz+ | Radar milimetrskih valov, nameščen v vozilu |
| Taconic RF-35 | 3.5±0.05 | 0.0018 | Manjši ali enak 40 GHz | RF plošča srednjega do visokega razreda |