PCB設計小白問:為啥我的損耗曲線是“彎”的啊?
發布時間:2025-04-21 17:51:43
高速先生成員(yuán)-- 黃剛
單單聽到這(zhè)個標題的問題就感覺這篇文章應該會挺有意思!這(zhè)是Chris的一位高速先生粉絲小麗問的問題,這位粉絲(sī)之前一(yī)直(zhí)是從事PCB設計,板子畫得那叫一個溜(liū),這幾年自(zì)己“偷偷”學習了點SI的知識。SI雖然不能說非常(cháng)非常的高深莫測,但是對於初學者來說,遇到三五個一直解釋不了的問題(tí)也實屬正常!

這個問題其實是小麗在仿真某項目的傳輸線的損耗時遇到的。在特定(dìng)的板材(cái),疊層和線寬線距(jù)情(qíng)況下,小麗仿真(zhēn)出來的這個傳輸線的損(sǔn)耗(hào)曲線(xiàn)有點“彎”,怎麽個彎法呢?就像下圖的這樣。

她記得看到公司(sī)SI的(de)同事仿真的損耗曲線都(dōu)是(shì)比(bǐ)較直和比較線性的啊,就像下圖一樣的直啊!尋思著難道又(yòu)是(shì)仿真新手的犯錯時間?

小麗很(hěn)疑惑,自己根據疊層、板材和線寬線距,算了很多次阻抗,的確是穩穩的100歐姆(mǔ)差分線啊!阻抗是對的,為什麽損耗曲線不線性呢?於是小麗就拿著她的文件找到(dào)了Chris,希望讓Chris幫她找出背後的原因!
如(rú)果仿真的方法,疊層的(de)設(shè)置等都是對的情況下,大家覺得(dé)是什麽原因呢,為什麽損耗曲線是一會直的,一會(huì)又是彎的(de)呢?

其(qí)實損耗會隨著頻率成正比,也就是頻率越高損(sǔn)耗越大這(zhè)一點是沒錯(cuò)的。無論(lùn)是(shì)彎的還是直的,都還是滿足這個原理的嘛。Chris告訴(sù)小麗,其實你的仿真是沒錯的,至於到底是什麽形狀(zhuàng)一定是有它背(bèi)後的原因的……

就在這時,Chris問了小麗一個很關鍵的信息,那就(jiù)是這個(gè)彎的損耗和直的損耗(hào)曲(qǔ)線分別用到的板(bǎn)材(cái)和走線(xiàn)線寬大概是多少(shǎo)?然(rán)後小麗三下(xià)五除二就收集了兩款板子的信息,然後(hòu)發(fā)給Chris來看看。
仿真出來很直(zhí)的損耗曲線的case用的(de)板材是(shì)普通的(de)FR4板材,差分線的線(xiàn)寬達到了7.5mil;而仿真出來很彎的損耗曲(qǔ)線的case用的板(bǎn)材是小麗第一次用到的(de)高速板材M7,線寬隻有3.5mil。
這一下Chris就回憶起了當年學(xué)習信號完整性原理時候的兩條關於損耗的公式了,立馬就找到了原因!

兩條關於損耗的公式,分別是這樣的:
導體損耗:

介質損耗:

翻出這兩條公式相信大家就明白了(le)吧,損耗(hào)主要就分為導體和介質損耗,雖然他(tā)們倆都是和(hé)頻率(lǜ)f成正比關係,但是細(xì)節上(shàng)說,導體損耗和(hé) 成正比,介質損耗才真的和f成正比。
Chris通過一些特殊仿真方(fāng)法把某項目的總損耗曲線分離出單獨的(de)導體(tǐ)損耗和介(jiè)質損耗,就會發現兩(liǎng)者本(běn)身就是一個是直(zhí)的,一個是彎的!最後總損耗到底是彎還是(shì)直,就(jiù)看哪部(bù)分的占(zhàn)的比(bǐ)例多啦!

小麗這下終於(yú)明白(bái)了,看來學習(xí)SI也不(bú)能(néng)隻一味的快速學習(xí)軟件操(cāo)作啊,還得從理論知識一步一步學起,高速先生經常也對想(xiǎng)學習SI的硬件工程師或(huò)者PCB設計工程師說,“仿真軟件的(de)基本操作一個星期都能學會,但是要學會理論知識的話,可能需要好幾年的沉澱才能有比較好的領悟哦!”
