микрополосковый VS полосковый VS копланарный волновод

Полное руководство по микрополосковым, полосковым и CPW в печатных платах

каталог

Линия передачи на печатной плате является важным соединением, используемым для передачи сигналов между передатчиками и приемниками на печатной плате. Обычно он состоит из двух проводников — сигнальной дорожки и заземляющего слоя — с разделяющим их диэлектрическим материалом. Печатные платы служат основой для всех электронных устройств, обеспечивая плавную обработку, а линии передачи действуют как проводники или пути для передачи различных электрических сигналов. Включение линий передачи в топологию печатной платы необходимо для достижения надлежащего согласования импеданса и повышения производительности устройства.  

В конструкциях печатных плат есть два основных типа линий передачи: микрополосковые и полосковые. Микрополоски используются для разводки сигналов на внешних слоях печатной платы, тогда как полосковые линии встраиваются внутрь стек слоев доски. В обоих случаях линия передачи состоит из трассы сигнала и одной или нескольких эталонных плоскостей, и крайне важно рассматривать трассу сигнала и эталонную плоскость как единое целое, исходя из геометрии линии передачи. Хотя существует третий тип линии передачи, известный как компланарная микрополосковая линия без опорной плоскости, он обычно не используется при проектировании печатных плат.

Что такое микрополосковая печатная плата?

Микрополосковая печатная плата — это широко используемый тип линии электропередачи для передачи микроволновых сигналов. Он состоит из проводника, отделенного от заземляющего слоя диэлектрическим слоем, подобным FR4, полиимид, PP, или Коверлей. Микрополосковые линии могут быть изготовлены с использованием различных технологий и легко интегрируются с микроволновыми устройствами, что делает их популярным выбором для линий передачи. Кроме того, микрополосковые линии можно использовать для создания ряда микроволновых компонентов, таких как микрополосковые антенны, микрополосковые соединители, микрополосковые фильтры и делители мощности, при этом все устройство существует в виде рисунка металлизации на подложке. Они известны своей простотой изготовления, способностью поддерживать целостность сигнала и совместимостью с другими компонентами на печатной плате.

Микрополосковая структура состоит из проводника определенной ширины (w) и толщины (t), а также диэлектрической подложки определенной толщины (h) и диэлектрической проницаемости (εr). 

Microstrip

Способ распространения микрополоски:
микрополоски распространяются в квази-TEM (поперечном электромагнитном) режиме, что означает, что фазовая скорость, волновое сопротивление и распределение поля в поперечном сечении меняются в зависимости от частоты. Силовые линии сосредоточены в области между проводником и плоскостью заземления из-за диэлектрической подложки (обычно толщиной d<λ). В воздушной области над проводником присутствуют силовые линии. Это приводит к квази-TEM режимам распространения, где дисперсия возникает как функция длины волны. На следующем изображении показана дисперсия микрополосковых мод из-за распространения квази-TEM.

Field lines in TEM transport mode

Факторы и формулы для микрополоскового дизайна.

При проектировании микрополосковой линии на печатной плате (PCB) необходимо учитывать несколько факторов для достижения оптимальной производительности. Инженеры и проектировщики должны учитывать физические характеристики микрополосковой линии передачи, в том числе ширину проводника (w) и толщину (t), диэлектрическую проницаемость (ε) и высоту проводника над плоскостью заземления (h) и другие. Конкретные параметры, которые необходимо учитывать, зависят от желаемой конструкции и требований к характеристикам микрополосковой линии на печатной плате. Тщательно учитывая и корректируя эти параметры, инженеры и конструкторы могут создавать микрополосковые линии с желаемыми электрическими характеристиками и производительностью. 

Расчетные параметры микрополосковой линии передачи.
Расчетный параметрЗначение (для справки)Описание
печатная платаFR-4Материал подложки
Z018.30ΩВолновое сопротивление
H1,57 ммТолщина диэлектрической подложки
W0,43 ммШирина проводника
I10 ммДлина проводника
Subw10 ммШирина диэлектрической подложки
T0.01Толщина медного проводника
εr4.6Постоянная диэлектрической проницаемости
F4 GHzЧастота сигнала

Формула микрополосковой линии.

Микрополосковые линии передачи не имеют точных аналитических решений и должны анализироваться численно. Однако результаты численного анализа можно использовать для создания аналитической аппроксимации поведения микрополосковой линии передачи. Вот некоторые часто используемые микрополосковые уравнения при проектировании линий: 

Модели микрополосковой передачи – Разработаны аппроксимационные модели для оценки характеристик микрополосковых линий передачи.

Microstrip Transmission Models

Влияние частоты на эффективную диэлектрическую проницаемость микрополосковой полосы – Из-за квази-TEM-характера микрополосковых линий постоянная распространения не является линейной функцией частоты. Частотное изменение эффективной диэлектрической проницаемости является важным фактором, который следует учитывать, особенно при введении мод более высокого порядка на высоких частотах. Популярная модель для описания частотно-зависимого эффекта эффективной диэлектрической проницаемости задается формулой:

Frequency Dependent Effects of Microstrip Lines

Формула импеданса микрополоска (Z0) – Для данной ламинированной печатной платы и веса меди для ширины сигнальной дорожки (w) уравнение, приведенное ниже, можно использовать для проектирования дорожки печатной платы в соответствии с импедансом, требуемым схемой. Характеристический импеданс (Z0) для сигнальной дорожки шириной w и толщиной t, отделенной на расстоянии h от заземляющего слоя диэлектриком печатной платы с диэлектрической проницаемостью (εr), можно рассчитать по следующей формуле:

Microstrip impedance formula (Z0)

Где:

  • w — ширина медной дорожки (плоский медный проводник).
  • h — расстояние между дорожкой сигнала и плоскостью заземления/высотой диэлектрической подложки.
  • εr — относительная диэлектрическая проницаемость/диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала.
  • εe – микрополосковая эффективная диэлектрическая проницаемость.
  • Z0 — волновое сопротивление микрополосковой полосы в омах (Ом).

Примечание:
Все размеры указаны в милах.
Волновое сопротивление изменяется с увеличением частоты.

Характеристическая емкость микрополосковой линии:

Characteristic capacitance of a microstrip line

Каковы факторы управления импедансом микрополосковой линии?

Проводники печатной платы будут передавать различные сигналы, и для увеличения скорости передачи необходимо увеличить частоту. Однако из-за таких факторов, как офорт, толщина пакета и ширина провода, полное сопротивление линии может измениться, что приведет к искажению сигнала.
Чтобы обеспечить надлежащую передачу сигнала, значение импеданса проводников на высокоскоростной печатной плате должно контролироваться в определенном диапазоне, известном как “контроль импеданса“. Импеданс дорожки печатной платы определяется ее индуктивностью микрополосковой линии, емкостью, сопротивлением и проводимостью. На импеданс дорожек печатной платы в первую очередь влияют следующие факторы. 

Диэлектрическая проницаемость определяется как отношение емкости конденсатора, являющегося диэлектриком по отношению к испытуемому материалу, к емкости конденсатора, являющегося диэлектриком по отношению к вакууму (или воздуху). Диэлектрическая проницаемость печатной платы влияет на ее импеданс. Низкая и стабильная диэлектрическая проницаемость подходит для высоких частот и управления импедансом, в то время как изменяющаяся или более высокая диэлектрическая проницаемость может непредсказуемым образом влиять на импеданс. 

На эффективную диэлектрическую постоянную, также называемую Keff, микрополосковой линии передачи влияет тот факт, что часть электрических полей от микрополоскового проводника существует в воздухе. В результате Keff обычно ниже постоянной диэлектрической проницаемости подложки и находится где-то между значениями для воздуха и диэлектрика. Электрическая энергия, хранящаяся в микрополосковой конструкции, распределяется между воздухом и диэлектриком, что способствует увеличению эффективной диэлектрической проницаемости. Микрополосковая линия является дисперсионной, а это означает, что с увеличением частоты эффективная диэлектрическая проницаемость также увеличивается по направлению к подложке, вызывая уменьшение фазовой скорости. Большая часть электрических полей остается внутри подложки, но некоторое количество энергии также присутствует в воздухе над платой. Keff микрополоски можно рассчитать по следующей формуле: 

Effective dielectric constant (εeff)

Где:

  • εr — диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала.
  • h – толщина подложки.
  • w – ширина микрополоски.

Примечание: что εe ≠ εr; на самом деле 1 <εe <εr

Характеристическое сопротивление микрополосковой линии существенно зависит от емкости между сигнальной дорожкой и заземляющим слоем. Увеличение емкости вызывает уменьшение импеданса линии из-за того, что емкость действует как шунтирующий импеданс, который снижает общий импеданс линии. 

Толщина подложки оказывает существенное влияние на импеданс микрополосковой линии, поскольку влияет на ее емкость. Увеличение толщины подложки приводит к увеличению емкости, что приводит к уменьшению импеданса. Фактически, даже небольшое увеличение толщины ламината на 0,025 мм может вызвать изменение импеданса на 5–8 Ом. 

При проектировании печатной платы ширина дорожки, которая включает в себя ширину медной фольги и ее покрытия, напрямую влияет на импеданс дорожки. Увеличение ширины дорожки приводит к уменьшению импеданса. Разработчики печатных плат учитывают несколько факторов, таких как емкость и повышение температуры, при определении подходящей ширины дорожки. Если они имеют в виду конкретное значение импеданса, они могут разработать и его.

Толщина дорожки влияет на импеданс микрополосковой линии из-за ее влияния на сопротивление. Когда толщина дорожки увеличивается, сопротивление также увеличивается, что приводит к уменьшению импеданса. 

Поддержание контроля над шириной и толщиной дорожки, диэлектрической проницаемостью и толщиной материала подложки имеет решающее значение для обеспечения ожидаемых значений импеданса микрополосковой линии. Даже небольшое отклонение этих параметров может привести к значительному изменению импеданса, что подчеркивает важность тщательного мониторинга и контроля как на этапах проектирования, так и на этапах изготовления. 

Каковы характеристики микрополосковой линии?

Преимущества:

  • Микрополосковые линии могут быть изготовлены на однослойная печатная плата, снижение стоимости материалов и сборки.
  • Все компоненты и соединения на одной поверхности в микрополосковой схеме устраняют необходимость в переходных отверстиях, предотвращая добавление емкости или индуктивности микрополоскового кабеля.
  • Допуски на травление при изготовлении являются абсолютной величиной для микрополосковых линий, что позволяет более жестко контролировать волновое сопротивление.
  • Благодаря большей ширине дорожки микрополосковая более устойчива к перетравливанию, что упрощает задачу поддержания заданного волнового сопротивления.
  • Микрополосковые линии имеют меньшие колебания импеданса по сравнению с другими линиями передачи, такими как полосковые линии, что делает их более надежным выбором для высокочастотных приложений.
  • Микрополосковые линии допускают ряд вариантов дизайна, включая трассировку на разных слоях и включение изгибов и углов. 

Недостатки:

  • Микрополосковые линии передачи требуют значительной площади поверхности на плате, что может ограничивать доступное пространство для размещения компонентов. В результате, микрополосковые не идеальны для конструкций с высокой плотностью смешанных технологий, где пространство ограничено.
  • Микрополосковые линии чувствительны к излучению и помехам от внешних источников, что может привести к искажению и ухудшению сигнала.
  • Микрополосковые линии, проложенные близко друг к другу, могут испытывать перекрестные помехи, что может привести к помехам и искажениям сигнала.
  • Внешнее экранирование обычно требуется при микрополосковой конструкции, что является дополнительным фактором стоимости и сложности. На самом деле это становится одной из наиболее важных проблем при разработке портативных устройств, таких как мобильные телефоны.
  • Наличие поверхностных покрытий, таких как паяльная маска может влиять на волновое сопротивление микрополосковых линий передачи. Однако влияние этих покрытий на импеданс изучено недостаточно из-за несоответствия их применения производителями и даже платами одного производителя.
  • С увеличением частоты микрополосковые линии передачи проявляют дисперсию, что может привести к искажению сигнала.

Потеря микрополосковой линии.

Микрополосковые линии подвержены электромагнитным помехам (ЭМП) и перекрестным помехам от соседних цепей, и они могут иметь более высокие потери на очень высоких частотах по сравнению с другими линиями передачи. Эти потери могут возникать из-за потерь в проводнике, диэлектрике, излучении и шероховатости поверхности. Поэтому при проектировании СВЧ- или ВЧ-цепей с микрополосковыми линиями крайне важно учитывать и понимать эти механизмы потерь. Вот краткое описание каждого: 

  • Потери проводника:
    Потери в проводнике в микрополосковых линиях зависят от нескольких факторов, включая проводимость металла, скин-эффект и шероховатость поверхности. Более низкая проводимость приводит к более высоким омическим потерям в микрополосковых линиях. Кроме того, скин-эффект увеличивает эффективное сопротивление микрополосковой линии, что способствует увеличению омических потерь. Кроме того, увеличение шероховатости поверхности напрямую связано с более высокими потерями в проводнике в микрополосковых линиях, при этом более грубые проводники испытывают более выраженный скин-эффект.
  • Радиационные потери:
    Потери на излучение в микрополосковых линиях вызваны электромагнитными волнами, излучаемыми с краев, более значительными на более высоких частотах и пропорциональными квадрату частоты. Потери зависят от диэлектрической проницаемости, толщины подложки и частоты. Более низкая диэлектрическая проницаемость приводит к увеличению потерь на излучение, в то время как материалы с высокой диэлектрической проницаемостью уменьшают потери, поскольку электромагнитное поле накапливается в диэлектрике.
  • Диэлектрические потери:
    Тангенс угла диэлектрических потерь является решающим фактором, влияющим на диэлектрические потери в микрополосковых линиях. Подложки с более высоким тангенсом угла потерь приводят к более значительным диэлектрическим потерям, в то время как подложки с более низким тангенсом угла потерь приводят к уменьшению диэлектрических потерь. Кроме того, диэлектрические потери увеличиваются пропорционально частоте.
  • Магнитные потери:
    Использование магнитных материалов, таких как ферриты или гранаты, в качестве диэлектрической подложки в микрополосковых линиях может привести к магнитным потерям на резонансной частоте материала. Это может вызвать быстрое увеличение тангенса угла магнитных потерь и волнового сопротивления, что влияет как на проводники, так и на магнитные потери.

Эти потери зависят от:
-тангенс угла потерь или коэффициент рассеяния;
-шероховатость поверхности проводника;
-частота сигнала через микрополосковую линию;
-диэлектрическая проницаемость подложки;
– Высота подложки.

Как уменьшить потери в микрополосковой линии передачи?

Подвесьте субстрат в воздухе: 
Подвешивание подложки над воздухом показывает, что подложка отделена от заземляющего слоя, что увеличивает разделение между путями сигнала и земли. Этот метод усиливает склонность микрополосковой линии к излучению, особенно на разрывах. В зазоре между подложкой и плоскостью заземления существует электромагнитное поле. Вносимые потери микрополоски снижены благодаря отсутствию диэлектрических потерь в воздухе по сравнению с типичными подложками печатных плат. Эффективная диэлектрическая проницаемость также уменьшается, что приводит к более широким микрополосковым линиям с меньшей плотностью тока и меньшими омическими потерями. Однако важно отметить, что этот метод эффективен только до нескольких ГГц, а уменьшение ширины микрополосковой линии увеличит потери.

Suspend the substrate in air

Применение многослойной микрополосковой линии:
Микрополосковая геометрия эффективна для проведения электромагнитных волн на низких частотах, но ее применение ограничено из-за потерь на более высоких частотах, что делает ее непригодной для использования на терагерцовой частоте. Однако многослойная микрополосковая линия может быть спроектирована путем укладки слоев подложки в различных конфигурациях, включая однослойные, двойные или многослойные материалы. По мере роста требований к системе на кристалле (SoC) использование многослойных подложек стало более распространенным на высоких частотах.

multi-layer microstrip line

Принять диэлектрические материалы с низкими потерями:
Использование диэлектрических материалов с малыми потерями и малым тангенсом угла потерь может помочь уменьшить потери в микрополосковых линиях. Кроме того, минимизация длины трассы также может помочь уменьшить потери.

Использование более толстых металлических дорожек и дорожек большей ширины:
Увеличение толщины металлических дорожек и их ширины может эффективно уменьшить потери в проводниках микрополосковой линии. Кроме того, поддержание однородной плоскости заземления и уменьшение шероховатости поверхности также являются эффективными подходами к минимизации потерь в микрополосковой линии.

Что такое полосковая линия в печатной плате?

Полосковая линия — это линия передачи, которая обычно реализуется на печатных платах. В отличие от микрополосковой, полосковая линия прокладывается на внутреннем слое печатной платы, окруженной со всех сторон материалом печатной платы. Он обычно используется в многослойная печатная плата конструкции, в которых сигнальная дорожка зажата между двумя заземляющими пластинами. Заземляющие слои обеспечивают обратный путь для высокочастотного сигнала, удерживая его внутри печатной платы, уменьшая излучение и обеспечивая экранирование от внешних сигналов. Благодаря своей структуре полосковая линия обеспечивает среду с контролируемым импедансом для передачи сигнала, что приводит к уменьшению отражений и потерь сигнала. В целом, полосковая линия является универсальным и эффективным вариантом линии передачи для высокочастотных и радиочастотных приложений в конструкциях печатных плат. Полосковые линии часто можно увидеть на следах высокочастотные печатные платы. Stripline PCB transmission line

Какова структура полосковая линия?

Он состоит из проводящей полосы, помещенной между двумя параллельными заземляющими плоскостями из проводящего материала, обычно из меди, все из которых окружены диэлектрическим материалом (например, FR-4). Трасса и плоскости полосковой линии образуют линию передачи с регулируемым импедансом. С точки зрения структуры полосковую линию можно описать как: 

Stripline structure

  • Проводящая полоса: Токопроводящая полоса, также известная как центральный проводник, является основным элементом полосковой линии передачи. Обычно он сделан из меди и представляет собой тонкую плоскую металлическую полоску, по которой проходит электрический сигнал. Ширина и толщина полосы тщательно подобраны для достижения определенного импеданса и минимизации радиочастотных потерь.
  • Диэлектрический материал: Диэлектрический материал играет существенную роль в работе полосковой линии. Он окружает токопроводящую полосу и обеспечивает изоляцию между токопроводящей полоской и базовыми плоскостями. Материал диэлектрика оказывает существенное влияние на волновое сопротивление полосковой линии, и его выбор зависит от желаемого импеданса, рабочей частоты и других факторов.
  • Наземные плоскости: Они располагаются параллельно друг другу по обе стороны от токопроводящей полосы, обеспечивая экранирование и заземление полосковой линии. Плоскости заземления гарантируют, что внешние электромагнитные помехи не влияют на сигнал, выступая в качестве экрана.

Импеданс, емкость и диэлектрическая проницаемость полосковых линий.

Импеданс микрополоска, емкость микрополоска и диэлектрическая проницаемость полосковых линий являются важными параметрами, которые определяют их производительность и пригодность для различных приложений. Понимая и оптимизируя эти параметры, полосковые линии могут быть разработаны для удовлетворения конкретных требований таких приложений, как высокоскоростная цифровая связь, радиочастотные и микроволновые цепи и распределение электроэнергии. Ниже приводится краткая сводка и уравнение каждого параметра: 

Импеданс полосковой линии:
Волновое сопротивление полосковой линии определяется геометрией ее центрального проводника и плоскостей заземления, а также диэлектрической проницаемостью материала между ними. При увеличении ширины проводниковой линии (We) волновое сопротивление полосковой линии уменьшается. Как и в случае с микрополосковыми, существуют упрощенные уравнения для микрополосковых линий, позволяющие рассчитать характеристический импеданс полосковой линии на основе ее геометрии и диэлектрической проницаемости. Формула:

Stripline Impedance Formula

Где:

  • Z0 волновое сопротивление в омах (Ω);
  • b — расстояние между двумя плоскостями;
  • We – эффективная ширина полосы.

Характеристическая емкость полосковой линии:
Емкость на единицу длины полосковой линии зависит от диэлектрического материала между полосковым проводником и плоскостями заземления, а также от геометрии полоскового проводника. Его можно рассчитать по следующей формуле:

Stripline capacitance formula

Диэлектрическая проницаемость полосковых линий:
Относительная диэлектрическая проницаемость или диэлектрическая проницаемость материала, окружающего полоску и заземляющие плоскости, является критическим параметром, влияющим на емкость микрополоски и скорость распространения полосковой линии. Обычно используемые диэлектрические материалы для полосковых линий включают FR-4, Rogers и тефлон со значениями относительной диэлектрической проницаемости в диапазоне от 2,2 до 10,8. Выбор соответствующего диэлектрического материала имеет важное значение для достижения желаемых электрических характеристик полосковой линии.

Преимущества и недостатки полосковой линии.

Преимущества:

  • Широкая полоса частот;
  • Улучшена производительность выше 50 MHz;
  • Низкий импеданс, уменьшенное излучение и перекрестные помехи;
  • Низкие потери излучения, хорошо подходит для высокочастотных применений;
  • Отличное экранирование электромагнитных помех (EMI), отлично подходит для приложений с низким уровнем шума. 

Ограничения:

  • По сравнению с другими типами линий электропередачи, такими как микрополосковые, конструкция и изготовление полосковых линий более сложны, что может привести к более высоким производственным затратам и более длительному времени выполнения заказа.
  • Из-за того, что его конструкция встроена в диэлектрический материал, устранение неполадок и настройка полосковой линии могут быть затруднены.
  • Ширина дорожки полосковой линии обычно меньше, чем у микрополосковой линии того же импеданса и высоты. При неправильном обращении ленточный проводник может выйти из диэлектрической заземляющей пластины.

Какие типы проводки существуют для полосковых и микрополосковых?

  • Микрополосковая. 
    Микрополоски — это линии передачи, проложенные на внешних слоях печатной платы. Обычно они располагаются на верхнем уровне и всегда прокладываются над большой плоскостью земли на соседнем уровне.
    Microstrip 02
  • Микрополосковая линия с сопряжением по краям.
    Эта структура используется для разводки дифференциальных пар и состоит из двух микрополосковых линий, проложенных параллельно. По структуре он похож на обычные микрополоски.
    Edge Coupled Microstrip Line
  • Симметричная полоска.
    Симметричная полосковая линия — это тип линии передачи, которая проложена на внутренних слоях между двумя эталонными плоскостями, при этом трасса расположена в центре между плоскостями.
    Symmetric Stripline
  • Асимметричная полоска.
    В отличие от симметричной полосковой линии, этот тип трассы не располагается по центру между двумя плоскостями заземления.
    Asymmetric Stripline
  • Полосковая линия с краевой связью.
    Подобно микрополоскам с краевым соединением, они также прокладываются параллельно и часто используются как дифференциальные пары. Эти дорожки могут иметь как симметричную, так и асимметричную конструкцию.
    Edge-Coupled Stripline
  • Полосковая линия с боковой связью.
    Как и дифференциальная микрополосковая линия, полосковая линия с широкой боковой связью представляет собой тип конфигурации разводки дифференциальной пары, в которой пара прокладывается между двумя заземляющими пластинами, но не прокладывается бок о бок, пара укладывается друг на друга.
    Broadside-Coupled Stripline
  • Встроенный микрополосковый.
    В современных печатных платах редко можно найти встроенные микрополоски, за исключением некоторых HDI печатные платы. В этом случае, поскольку две группы дорожек могут быть размещены на двух поверхностных слоях, эти дорожки используются для медленных GPIO, а не для высокоскоростных сигналов. Однако модель импеданса и потерь для этого типа трассировки можно использовать для анализа влияния паяльной маски на микрополосковую трассу.
    Embedded Microstrip

При проектировании печатных плат каждая из этих линий передачи может быть размещена в копланарной конфигурации с заземлением вокруг дорожек для достижения желаемого значения импеданса и обеспечения экранирования на определенных радиочастотах.

Разница между микрополосковой и полосковой.

Разница между микрополосковой и полосковой линией
Функции микрополосковый полосковая линия
Волновое сопротивление 20 – 120 Ω 35 – 250 Ω
Постоянная распространения Ниже; более быстрые волны движутся Выше; более медленные волны движутся
Диэлектрические потери Низкий Высокий
Рассеивание Низкий /
Радиационные потери Выше Ниже
Ширина следа Может быть удвоенной ширины полосковой линии для умеренного расстояния между слоями Может быть тонким для заданного расстояния между слоями
Экранирование Нижний (зависит от расстояния до плоскости земли) Выше (восприимчив только к перекрестным помехам от других полосковых линий на том же слое)
Приложения Применение в миниатюрных микрополосковых патч-антеннах Применять в многослойных схемах

Направляемые длины волн в микрополосковых и полосковых линиях.

Направляемая длина волны относится к длине волны электромагнитного сигнала, способного эффективно распространяться по микрополосковой линии передачи. Более высокая диэлектрическая проницаемость приводит к более короткой длине волны наведения и большему рассогласованию длин между двумя трассами, что приводит к большей задержке распространения. По этой причине рекомендуется использовать материалы с низкой диэлектрической проницаемостью, которые могут уменьшить эффект задержки распространения. 

Guided wavelengths

Как рассчитать управляемую длину волны?

Длина волны в микрополосковом/полосковом калькуляторе может быть использована для определения управляемой длины волны. При использовании калькулятора введите значения в поле скорости распространения и поле диэлектрической проницаемости. Затем требуется ввести значения ширины, высоты и частоты.
Длина волны, управляемая полосковой линией: 

Stripline guided wavelength

Длина волны с микрополосковым управлением:

Microstrip guided wavelength

Примечание:
Eeff лежит на ширине трассы (w), высоте между трассой сигнала и слоем грунта (h) и Er.
Для одного и того же материала сигналы распространяются быстрее по микрополосковой, чем по полосковой.

Что такое копланарный волновод?

Копланарный волновод (CPW) — это тип линии передачи, используемый в конструкции печатной платы (PCB). Он состоит из плоской полосы проводника, расположенной над пластиной заземления с небольшим зазором между ними. Копланарные волноводы используются для передачи сигналов микроволновой частоты и сигналов высокой частоты. И известен своими превосходными характеристиками согласования импеданса, низкими вносимыми потерями и высокой изоляцией.
При производстве печатных плат волновод Coplanar создается путем травления полоски проводника на поверхности подложки с заземляющей пластиной на противоположной стороне подложки. Ширина полосы проводника и зазор между полосой и плоскостью заземления определяют волновое сопротивление CPW. Типичные материалы, используемые для подложек CPW, включают FR-4, Rogers и другие высокочастотные ламинаты. В меньшем масштабе копланарные волноводные линии передачи также встроены в монолитные микроволновые интегральные схемы.
Копланарный волновод обычно используется в высокоскоростных цифровых и радиочастотных схемах, таких как микроволновые схемы, системы беспроводной связи и радиолокационные системы. Его преимущества включают малые потери, низкую дисперсию и простую интеграцию с другими типами линий передачи на той же печатной плате.
Таким образом, копланарный волновод является важным компонентом в производстве печатных плат для передачи высокочастотных сигналов и имеет много преимуществ по сравнению с другими линиями передачи. Понимание CPW и особенностей его проектирования может помочь разработчикам и инженерам печатных плат повысить производительность своих электронных схем. 

Coplanar waveguide (CPW)

Хорошее понимание принципов микрополосковой и полосковой трассировки может помочь разработчикам печатных плат беспрепятственно интегрировать эти схемные технологии в свои разработки. В JHDPCB мы используем передовое оборудование и технологии для производства качественных микрополосковых и полосковых печатных плат, которые являются точными и надежными. Наши производственные услуги ставят во главу угла точность и качество, и если вы ищете надежного производителя и сборщика печатных плат, способного удовлетворить ваши требования к электромеханической продукции, обратите внимание на JHDPCB. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о предоставляемых нами услугах.  

Получите расчет стоимости печатной платы сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment