Влияние значения диэлектрической проницаемости подложки печатной платы

Диэлектрическая проницаемость подложки печатной платы оказывает наиболее сильное влияние на время распространения сигнала и волновое сопротивление линии передачи. Этого результата следовало ожидать. Поскольку подложка, по сути, является диэлектриком, находящимся между двумя обкладками конденсатора — полигоном заземления и проводником, то изменение диэлектрической проницаемости материала подложки приводит к наиболее сильному изменению параметров линии передачи. В табл. 8.4 представлены результаты расчета влияния значения диэлектрической проницаемости подложки печатной платы на параметры линии передачи.

Рис. 8.25. Влияние диэлектрической проницаемости паяльной маски на время задержки распространения сигнала.

Рис. 8.24. Влияние диэлектрической проницаемости паяльной маски на волновое сопротивление.

Разница между максимальным и минимальным временем задержки распространения сигнала при изменении диэлектрической проницаемости печатной платы от 4 до 5,5 составила 0,86 нс/м. Разница между крайними значениями волнового сопротивления составила 6,49 Ом, что составляет почти 13 % от номинального. Это весьма значительное отклонение, что говорит о необходимости жестко контролировать значение относительной диэлектрической проницаемости основания печатной платы.

Таблица 8.4 — Результаты расчета влияния значения диэлектрической проницаемости подложки печатной платы на параметры линии передачи.

Диэлектрическая проницаемость

Энергия поля, Дж

Погонная емкость, Ф/м

Эффективная диэлектрическая проницаемость

Время задержки распространения сигнала, нс/м

Волновое

Сопротивление,

Ом

4,0

5.836E-11

1,167E-10

3,19901

5,90231

51,09797

4,1

5,957E-11

1,191E-10

3,26480

5,96269

50,58050

4,2

6,079E-11

1,216E-10

3,33333

6,02495

50,05786

4,3

6.201E-11

1,240E-10

3,39912

6,08411

49,57106

4,4

6,323E-11

1,265E-10

3,46765

6,14514

49,07878

4,5

6,444E-11

1,289E-10

3,53344

6,20316

48,61973

4,6

6,566E-11

1,313E-10

3,59923

6,26064

48,17333

4,7

6,687E-11

1,337E-10

3,66502

6,31760

47,73900

4,8

6,808E-11

1,362E-10

3,73355

6,37639

47,29884

4,9

6,929E-11

1,386E-10

3,79934

6,43233

46,88754

5,0

7,051E-11

1,410E-10

3,86513

6,48778

46,48678

5,1

7,172E-11

1,434E-10

3,93092

6,54276

46,09613

5,2

7,293E-11

1.459E-10

3,99945

6,59955

45,69949

5,3

7,414E-11

1,483E-10

4,06524

6,65361

45,32820

5,4

7,534E-11

1,507E-10

4,13103

6,70723

44,96581

5,5

7,655E-11

1,531E-10

4,19682

6,76043

44,61197

На рис. 8.26 представлен график зависимости волнового сопротивления микрополосковой линии передачи от значения диэлектрической проницаемости основания печатной платы, а на рис. 8.27 — зависимость времени задержки распространения сигнала от диэлектрической проницаемости основания платы.

Определенный интерес для анализа представляет картина электрического поля исследуемой линии передачи. Солвер ELCUT позволяет визуализировать рассчитанное электрическое поле в виде эквипотенциалей и векторов напряженностей поля. В качестве примера на рис. 8.28 приведена картина электрического поля микрополосковой линии.

Похожие материалы: