A continuación, proporcionemos una explicación detallada de los cinco requisitos para los materiales de PCB de alta velocidad. La integridad de las señales de alta velocidad se relaciona principalmente con la impedancia, la pérdida de la línea de transmisión y la consistencia del retardo de tiempo. Recibir una forma de onda y un diagrama de ojo adecuados en el extremo receptor garantiza la integridad de la señal. Por lo tanto, los principales indicadores de parámetros para elegir materiales de PCB de circuitos digitales de alta velocidad son Dk, Df y la pérdida. Ya sea en circuitos analógicos o digitales, la constante dieléctrica Dk de los materiales de PCB es un parámetro crucial porque está estrechamente relacionada con los valores de impedancia del circuito real aplicados al material. Cuando el valor Dk del material de la PCB cambia, ya sea con la frecuencia o la temperatura, se producen cambios inesperados en la impedancia de la línea de transmisión, lo que afecta negativamente al rendimiento de transmisión de la señal en circuitos digitales de alta velocidad. Si el valor Dk del material de la PCB presenta valores diferentes para diferentes componentes armónicos de frecuencia, la impedancia también variará a distintas frecuencias. Los cambios inesperados en el valor Dk y la impedancia causarán ciertos grados de pérdida y desplazamiento de frecuencia en los componentes armónicos, lo que provoca distorsión de la señal y una disminución de su integridad. La dispersión, estrechamente relacionada con el valor Dk, también es una característica del material. Cuanto menor sea el cambio en el valor Dk con la frecuencia, menor será la dispersión y mejor será el rendimiento en aplicaciones de circuitos digitales de alta velocidad. Diversos factores, como la polarización del material dieléctrico, la pérdida de material y la rugosidad superficial de los conductores de cobre de alta frecuencia, contribuyen a la dispersión del circuito. Por lo tanto, los valores Dk del material de alta velocidad deben permanecer estables, con fluctuaciones mínimas en diferentes bandas de frecuencia y temperaturas. Las pérdidas en la línea de transmisión generalmente incluyen pérdidas dieléctricas, pérdidas en el conductor y pérdidas por radiación. La pérdida dieléctrica, también conocida como pérdida de aislamiento, aumenta con la frecuencia, en particular con la frecuencia de los armónicos de alto orden en señales digitales de alta velocidad, lo que provoca una importante atenuación de la amplitud y produce distorsión de la señal. La pérdida dieléctrica es proporcional a la frecuencia de la señal, la raíz cuadrada de la constante dieléctrica Dk de la capa aislante y el factor de pérdida dieléctrica Df de la capa aislante. La pérdida en el conductor está relacionada con el tipo de conductor (los diferentes tipos tienen diferentes resistencias), las dimensiones físicas de la capa aislante y del conductor, y es proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia. EnLa fabricación de PCB , con diferentes sustratos, afecta principalmente la pérdida del conductor a través del efecto pelicular y la rugosidad superficial. La rugosidad de las líneas de señal varía según las láminas de cobre. Debido a la influencia del efecto pelicular/profundidad, la longitud de los dientes de cobre afecta directamente la calidad de transmisión de señales de alta velocidad; cuanto más cortos sean los dientes de cobre, mejor será la calidad de transmisión de la señal de alta velocidad. La pérdida por radiación está relacionada con las propiedades dieléctricas y es proporcional a la constante dieléctrica Dk, el factor de pérdida dieléctrica Df y la raíz cuadrada de la frecuencia. Recordatorio: Los materiales de mayor calidad también conllevan mayores costos. Los ingenieros deben encontrar el equilibrio entre el cumplimiento de los requisitos de diseño, la viabilidad de fabricación y el costo para lograr la mejor relación costo-rendimiento del producto.
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