基础 电路设计(十)高频电路用电路板设计技术探索 (4)波长对pattern长度的相关性 *波长与波长的关系 图4是12GHz micro strip edge couple BPF电路板封装后的外观,类似如此超高频的印刷pattern重合部位,不论是长度、宽度与间隔都需作高精度的要求,如果是图2所示的电路板封装方式,基本上不可能获得预期的高频特性。主要原因是两电路板处理的信号频率差异,使得电路板的layout方式也截然不同。假设空气中或是真空中的波长为λ(mm) ,频率为f(GHZ) 时,两者的关系式如下: file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\ksohtml\wps_clip_image-28693.png
表1是利用式(1)试算波长与频率的结果。
表1 空气中或的波长与频率的关系
file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\ksohtml\wps_clip_image-1531.png
照片4 12GHz的micro strip edge couple BPF电路板的设计实例
*印刷电路板上的波长比真空中的波长短
在比诱电率为 的电路板上的信号波长会变短,这种现象称为波长缩短率 ,波长缩短率可用下式表示: file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\ksohtml\wps_clip_image-17819.png
例如G10玻璃环氧树脂(glass epoxy)的 为4.8,如果将该值夜代入式(2)便可求得波长缩短率: file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\ksohtml\wps_clip_image-16441.png
假设800MHz的信号,空间波长为375nm,则玻璃环氧树脂电路板上的波长会缩短为: 375×0.456=171nm *实际波长可用实效比诱电率计算 实际电路板若是由 micro strip line构成的场合,由于电界会外漏至诱电体电路板外面临造成诱电率下降,该诱电率称为实效比诱电率。电路板上的缩短率SPCB 可用下式表示:
file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\ksohtml\wps_clip_image-11156.png 表 2是1GHz常用的CEM-3与12GHz BS converter常用的PPO,利用MEL的SNAP高频仿真器计算两者实效比诱电率的结果;表3是根据实效比诱电率的计算结果,计算1G Hz与12GHz信号在印刷电路板上的波长。根据仿真分析结果显示传至印刷pattern的高频信号波长,对电路板的材质具有很高的相关性。
| | | | | | | | | | | | (a)CEM-3, εr = 4.3,铜箔厚度18μm,频率1GHz诱电体的厚度(t=mm) | | | | | | | | | | | |
(b)PPO,εr = 3.2 ,铜箔厚度18μm,频率10GHz
表2 典型的两种印刷电路板的实效比诱电率
表3 电路板上与空气中的波长差异 麦斯艾姆(massembly)贴片知识课堂,用通俗的文字介绍专业贴片知识。麦斯艾姆科技,全国首家PCB(麦斯艾姆知识课堂)样板打板,元器件代采购,及贴片的一站式服务提供者!
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