印刷电路板(PCB)的特性阻抗与特性阻抗控制(2)

印刷电路板(PCB)的特性阻抗与特性阻抗控制

解： C = λ.f ＝3×1010 cm/s

λ＝C/f＝（3 ×1010 cm/s）/（1 ×107 /s ）＝3000cm

导线长度/信号波长＝50/3000＝1/60

因为：1/60<1/7，所以此导线为普通导线，不必考虑特性阻抗问题。

在电磁波理论中，马克斯威尔公式告诉我们：正弦波信 号在介质中的传播速度VS 与光速C成正比，而与传输介质的 介电常数成反比。

VS ＝C/√εr

当εr ＝1时，信号传输达到了光的传播速度，即3 ×1010 cm/s 。

2、传输速率与介电常数

不同板材在30MHZ 下的信号传输速度

介质材料 Tg（ °C ） 介电常数 信号传输速度（m/µs）

真空 / 1.0 300.00

聚四氟乙烯 / 2.2 202.26

热固性聚丙醚 210 2.5 189.74

氰酸酯树脂 225 3.0 173.21

聚四氟乙烯树脂＋E玻璃布 / 2.6 186.25

氰酸酯树脂＋玻璃布 225 3.7 155.96

聚酰亚胺＋玻璃布 230 4.5 141.42

石英 / 3.9 151.98

环氧树脂玻璃布 130±5 4.7 138.38

铝 / 9.0 100.00

由上表可见，随着介电常数（ εr ）的增加，信号在介 质材料中的传输速度减小。要获得高的信号传输速度，需采用高的特性阻抗值；高的特性阻抗，必须选用低的介电常数（εr ）材料；聚四氟乙烯（Teflon）的介电常数（εr ）最小，传输速 度最快。

FR-4板材，是由环氧树脂和E级玻璃布联合组成，介电 常数（εr ）为4.7。信号传输速度为138m/μs。改变树脂体系，可较易改变介电常数（εr ）。

三、特性阻抗值控制缘由

1、缘由一

电子设备（电脑、通信机）操作时，驱动元件（Driver） 所发出的信号，将通过PCB传输线到达接收元