PCB哪些因素影響損耗

我們經(jīng)常討論PCB中損耗大小的問(wèn)題。有的工程師就會(huì )問(wèn)，哪些因為會(huì )影響損耗的大小呢？其實(shí)，最常見(jiàn)的答案通常會(huì )說(shuō)PCB材料的損耗因子、PCB傳輸線(xiàn)的長(cháng)度、銅箔粗糙度，其實(shí)答案肯定遠不至于此。下面我們分別就相應參數做一些實(shí)驗給大家介紹下PCB板中哪些因素對傳輸線(xiàn)損耗有影響。

首先看看介質(zhì)損耗因子Df對損耗的影響，以Df為變量，分析Df的變化對損耗的影響，下圖是分析的原理圖：

仿真對比結果如下，顯然，隨著(zhù)PCB介質(zhì)損耗因子的變大，損耗越來(lái)越大：

長(cháng)度也是損耗的主要因素之一，把傳輸線(xiàn)長(cháng)度設定為L(cháng)en變量，分析Len的變化對損耗的影響，下圖是分析的原理圖：

仿真對比結果如下，顯然，隨著(zhù)傳輸線(xiàn)長(cháng)度越來(lái)越大大，損耗越來(lái)越大：

銅箔是PCB中常用的導體，其粗糙度的大小也會(huì )對損耗造成影響，通過(guò)分析，粗糙度的變化對損耗的影響如下圖所示：

從上圖中可以看到銅箔粗糙度越大，損耗越大。

這三個(gè)影響因子是工程師們很容易能理解。為了減小，工程師們通常想到的方式就是使用低介質(zhì)損耗角因子、減短傳輸線(xiàn)長(cháng)度以及減小銅箔粗糙度。

除了這三個(gè)影響因子，還有諸如過(guò)孔、傳輸線(xiàn)對內不等長(cháng)、串擾等對損耗有影響。如高多層板中的過(guò)孔，很多時(shí)候都會(huì )存在的過(guò)孔殘樁（Stub），如下圖所示：

過(guò)孔殘樁（Stub）就會(huì )導致?lián)p耗變大，如下圖所示為相同的過(guò)孔，沒(méi)有殘樁和有殘樁的損耗結果，有殘樁的時(shí)，會(huì )存在一個(gè)非常大的諧振點(diǎn)，即在此諧振點(diǎn)處，損耗非常大。

并且，隨著(zhù)殘樁越來(lái)越大，諧振的頻率會(huì )越來(lái)越?。ㄏ鄬谔囟ǖ念l率處損耗也會(huì )變大）。

在PCB設計中，經(jīng)常會(huì )出現差分對內不等長(cháng)（偏差skew）的現象，經(jīng)過(guò)實(shí)驗發(fā)現，隨著(zhù)偏差長(cháng)度的變化，損耗也會(huì )不一樣。如下圖所示，隨著(zhù)偏差長(cháng)度的越來(lái)越長(cháng)，相同頻率點(diǎn)處的損耗也越來(lái)越大。

在集成度越來(lái)越高的產(chǎn)品設計中，串擾是工程師一直都在擔心的問(wèn)題。因為嚴重的串擾會(huì )導致很多信號完整性的問(wèn)題，比如對損耗的影響就是其中之一。如下圖所示為微帶線(xiàn)時(shí)，當傳輸線(xiàn)與傳輸線(xiàn)的間距變化時(shí)的損耗對比結果。

顯然，在保持其它設置不變時(shí)，間距越大，在相同特定頻率點(diǎn)處，傳輸線(xiàn)的損耗衰減越小。其實(shí)串擾對損耗的影響還有一些比較有趣的現象，比如什么時(shí)候串擾會(huì )造成損耗的諧振點(diǎn)，等等。