高频电路板
带有罗杰斯材料或者其他高频材料的的高频pcb
电子元件和开关的复杂性不断增加,不断需要更快的信号流量,从而提高传输频率。由于电子元件脉冲上升时间短,因此高频技术也有必要将导体宽度视为电子元件。
根据各种参数的不同,高频信号被反射到电路板上,这意味着阻抗(动态电阻)随发送组件的不同而变化。为了防止这种电容效应,必须精确地指定所有参数,并以最高级别的过程控制实现。
高频电路板阻抗的关键主要是导体的轨迹几何、层的堆积和材料的介电常数。
Material for high frequency boards | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
°C | ppm/°C | @10GHz | KV/mm | MΩ | W/m*K | @10GHz | °C | N/mm | |
Rogers 4350B HF material | 280° | 32 | 3,48 | 31 | 5,7 x 10^9 | 0,69 | 0,0037 | 390° | 0,9 |
ISOLA IS620 E-fibre glas | 220° | 55 | 4,45* | - | 2,8 x 10^6 | - | 0,0080* | - | 1,2 |
Taconic RF-35 Ceramic | 315° | 64 | 3,50** | - | 1,5 x 10^8 | 0,24 | 0,0018** | - | 1,8 |
Taconic TLX PTFE | - | 135 | 2,50 | - | 1 x 10^7 | 0,19 | 0,0019 | - | 2,1 |
Taconic TLC PTFE | - | 70 | 3,20 | - | 1 x 10^7 | 0,24 | - | - | 2,1 |
Rogers RO3001 Bonding Film for PTFE | 160° | - | 2,28 | 98 | 1 x 10^9 | 0,22 | 0,0030 | - | 2,1 |
Rogers RO3003 PTFE ceramic-filled | - | 25 | 3,00 | - | 1 x 10^7 | 0,50 | 0,0013 | 500° | 2,2 |
Rogers RO3006 PTFE ceramic-filled | - | 24 | 6,15 | - | 1 x 10^5 | 0,79 | 0,0020 | 500° | 1,2 |
Rogers RO3010 PTFE ceramic-filled | - | 16 | 10,20 | - | 1 x 10^5 | 0,95 | 0,0022 | 500° | 1,6 |
ARLON 85N Polyimide HTg | 250° | 55 | 4,20* | 57 | 1,6 x 10^9 | 0,20 | 0,0100* | 387° | 1,2 |
高频板PCB设计流程
(1)。传输线宽
高频板PCB设计传输线宽设计需要基于阻抗匹配理论。
图1阻抗匹配
当输入和输出阻抗与传输线阻抗匹配时,系统输出功率最大(总信号功率最小),并且入口和出口反射最小。
对于微波电路,阻抗匹配设计还需要考虑器件的工作点。信号线通孔导致阻抗传输特性发生变化,TTL和CMOS逻辑信号线具有高特性阻抗,不受影响。
(2)。传输线之间的串扰
当两条平行微带线之间的距离很小时发生耦合,导致线之间的串扰并影响传输线的特征阻抗。应特别注意50欧姆和75欧姆的高频电路,并应采取措施进行电路设计。该耦合特征也用于实际电路设计,例如移动电话发射功率测量和功率控制。以下分析适用于高频电路和ECL高速数据(时钟)线,以及小信号电路(如精密运算放大器电路)。
图2传输线之间的串扰
设线间的耦合度为C,C的大小与εr,W / d,S和平行线长L有关。间距S越小,耦合越强; L越长,耦合越强。为了增加感知知识,例如,使用该特性制造的50欧姆定向耦合器。如1. 97GHz PCS 频率基站功率放大器,其中d = 30 mil,εr= 3. 48:
10dB定向耦合器PCB尺寸:S = 5mil,l = 920mil,W = 53mil
20dB定向耦合器PCB尺寸:S = 35mil,l = 920mil,W = 62mil
为了减少信号线之间的串扰,给出了以下建议:
A.高频或高速数据并行信号线距离S是线宽的两倍以上。
B.尝试减少信号线之间的平行长度。