PCB板中造成损耗变大的因素分析

fordies1

我们经常讨论PCB中损耗大小的问题。有的工程师就会问，哪些因为会影响损耗的大小呢？其实，最常见的答案通常会说PCB材料的损耗因子、PCB传输线的长度、铜箔粗糙度，其实答案肯定远不至于此。下面我们分别就相应参数做一些实验给大家介绍下PCB板中哪些因素对传输线损耗有影响。

首先看看介质损耗因子Df对损耗的影响，以Df为变量，分析Df的变化对损耗的影响，下图是分析的原理图：

仿真对比结果如下，显然，随着PCB介质损耗因子的变大，损耗越来越大：

长度也是损耗的主要因素之一，把传输线长度设定为Len变量，分析Len的变化对损耗的影响，下图是分析的原理图：

, W- @( \1 C; B7 @5 x- f

仿真对比结果如下，显然，随着传输线长度越来越大大，损耗越来越大：

铜箔是PCB中常用的导体，其粗糙度的大小也会对损耗造成影响，通过分析，粗糙度的变化对损耗的影响如下图所示：

从上图中可以看到铜箔粗糙度越大，损耗越大。

这三个影响因子是工程师们很容易能理解。为了减小，工程师们通常想到的方式就是使用低介质损耗角因子、减短传输线长度以及减小铜箔粗糙度。

. H( U' I0 Q; m

除了这三个影响因子，还有诸如过孔、传输线对内不等长、串扰等对损耗有影响。如高多层板中的过孔，很多时候都会存在的过孔残桩（Stub），如下图所示：

过孔残桩（Stub）就会导致损耗变大，如下图所示为相同的过孔，没有残桩和有残桩的损耗结果，有残桩的时，会存在一个非常大的谐振点，即在此谐振点处，损耗非常大。

并且，随着残桩越来越大，谐振的频率会越来越小（相对应在特定的频率处损耗也会变大）。

在PCB设计中，经常会出现差分对内不等长（偏差skew）的现象，经过实验发现，随着偏差长度的变化，损耗也会不一样。如下图所示，随着偏差长度的越来越长，相同频率点处的损耗也越来越大。

* Y. L, q  t# j& y7 D: H; m

在集成度越来越高的产品设计中，串扰是工程师一直都在担心的问题。因为严重的串扰会导致很多信号完整性的问题，比如对损耗的影响就是其中之一。如下图所示为微带线时，当传输线与传输线的间距变化时的损耗对比结果。

' @8 E3 P2 C- R/ I

显然，在保持其它设置不变时，间距越大，在相同特定频率点处，传输线的损耗衰减越小。其实串扰对损耗的影响还有一些比较有趣的现象，比如什么时候串扰会造成损耗的谐振点，等等。

以上几个因素对PCB传输线的损耗影响非常大。当然，还有一些其它的因素的实验结果后续有机会再给大家分享。大家也可以在文末留言共同讨论。

5 p( d1 W, \% J$ W; ?  r; D( Z/ W! w

silenced

铜箔粗糙度越大，损耗越大