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学习笔记之传输线损耗(二)

2020.10.05

学习笔记之传输线损耗

讲完导体损耗,再来聊聊介质损耗。构成板材的玻纤和树脂等绝缘材料介质中的带电粒子被束缚在分子中,外加电场会使其产生微观位移,使介质中的偶极子随电场方向规则排列,这种现象称为介质的极化,极化过程产生的能量损失称为介质损耗。介质损耗同样会造成高速信号的衰减。

学习笔记之传输线损耗

需要注意的是,区别介质的相对介电常数(Dk)与耗散因子(Df)的概念。相对介电常数描述了材料影响电容量和电磁波传播速度的系数度量,涉及偶极子与电场的不同相运动并引起电容变化;耗散因子(Df)则描述了参与运动的偶极子数量及运动剧烈程度随频率提高的系数度量,涉及偶极子与电场的同相运动并引起损耗。介质损耗与Dk和Df有直接关系,Dk/Df越小(稳定),损耗也越小(稳定),合理稳定的介质参数可以在工程应用上更好的控制产品的性能。

为了能让大家对于介质损耗有个直观印象,不妨看个例子。同样的12inch线长,使用不同损耗级别的材料所测得的损耗曲线如下图示,在10GHz的频点,普通FR4(普通损耗级别)的损耗为-15dB,而如果使用TU(低损耗级别)的损耗仅-7.5dB,如果有高速信号要求插损在10GHz的时候需要小于-12dB,那么使用普通FR4的材料就不能满足要求,必须使用损耗级别更低的材料。

学习笔记之传输线损耗

导体损耗及介质损耗会影响高速信号电气性能,了解传输线损耗理论有助于我们在叠层设计时根据损耗要求,结合信号的速率及走线预估长度进行综合评估,选择合适的板材和铜箔类型。


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