29、PCB 迹线的介电效应解析

PCB 迹线的介电效应解析

在 PCB（印刷电路板）的设计与制造过程中，介电效应是一个不可忽视的重要因素，它对信号的传播速度、损耗以及整个电路的性能都有着显著的影响。下面我们将深入探讨 PCB 迹线的介电效应相关知识。

1. 微带线的传播速度与有效损耗角正切

微带线具有介于介电基板和空气之间的介电特性。通过有效介电常数 $E_{re}$，可以确定传播速度，计算公式如下：
[V_0 = \frac{c}{\sqrt{E_{re}}}]
其中，$c$ 是真空中的光速，为 $2.998×10^8 m/s$；$E_{re}$ 是完整传输配置的有效相对介电常数；$V_0$ 是传播速度（$m/s$）。

对于微带线有效损耗角正切的计算，需要以下三个信息：
- $\tan\delta$：基板材料的损耗角正切。
- $\epsilon_r$：基板材料相对介电常数的实部。
- $E_{re}$：完整传输配置有效相对介电常数的实部。

若已知 $\tan\delta$ 和 $\epsilon_r$，但不知道 $E_{re}$，可以通过以下几种方法获取：
- 从二维电磁场求解器给出的有效传播速度，对公式 $V_0 = \frac{c}{\sqrt{E_{re}}}$ 进行反推。
- 直接获取二维电磁场求解器的输出结果。
- 根据表 5.1 中列出的 $E_{re}$ 值进行插值计算。
- 使用闭式近似公式 [5.6]。

当三个参数都已知时，微带线配置的有效损耗角正切可由以下公式确定：
[\tan\delta_e = \frac{\epsilon_r - 1}{E_{r