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
單單聽到這個標題的問題就感覺這篇文章應該會挺有意思!這是(shì)Chris的一位高速先生粉絲小(xiǎo)麗(lì)問的問題,這位粉絲之前一直(zhí)是從事PCB設計,板子畫得那叫一(yī)個溜,這幾年自己“偷偷”學習了點SI的知識。SI雖然不(bú)能說(shuō)非常非常的高深莫測,但是對於初學者來說,遇到三五個一(yī)直解釋不了的問題也實屬正常!

這個問題其實是小麗(lì)在仿真某項(xiàng)目的傳輸線的損耗(hào)時遇(yù)到的(de)。在(zài)特定的板材,疊(dié)層和線(xiàn)寬線距情況下(xià),小麗仿真出來的(de)這個傳輸線的損耗曲線有點“彎”,怎麽個彎法呢?就像下圖的這樣(yàng)。

她(tā)記得看到公司SI的同事(shì)仿真的損耗曲線都是比較(jiào)直和比較線性的啊(ā),就像下圖一樣的直啊!尋思著難道又是仿真新手(shǒu)的犯錯時間?

小麗很疑惑,自(zì)己根據(jù)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(hào)曲線不線性呢?於是小麗就拿著(zhe)她(tā)的文件找到了Chris,希望讓Chris幫她找出背後的原(yuán)因!
如(rú)果仿真(zhēn)的(de)方法,疊層的設置等都是對的情況下,大家覺得是什麽原因呢,為什麽損耗曲線是一會直的,一會又是彎的呢?

其(qí)實損耗會隨(suí)著頻(pín)率成正比(bǐ),也就是頻率越高損耗越(yuè)大這一點是沒錯的。無論是彎的還是直的,都還是(shì)滿足這個原理的嘛。Chris告訴小麗,其實你的仿真是沒錯的,至於到底是(shì)什(shí)麽形狀一定是有它背後的原因的……

就在這時,Chris問(wèn)了小麗一個很(hěn)關鍵的信息,那就是這個彎的損耗和直的損耗曲(qǔ)線分別用到的板材和走線線寬大概是多少?然後小麗三下五除(chú)二就收集了兩款板子的信息,然後發給Chris來看(kàn)看。
仿(fǎng)真出來很直的損耗曲線的case用的板材是普通的(de)FR4板材,差分線的線寬達到了7.5mil;而仿真出來很彎的損耗曲線的case用的板材是小麗第一次用到的(de)高速板材M7,線寬隻(zhī)有3.5mil。
這一下Chris就回憶起了當年學習信號完整性原理時候的兩條關(guān)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(dǎo)體損耗(hào):

介質損耗:

翻出這兩條公式相信大家就明白了吧,損耗主(zhǔ)要就分為導體和(hé)介質損耗,雖(suī)然他們倆都是和頻率f成(chéng)正比關係,但是細節上說,導體損耗和 成正比(bǐ),介質損耗才真的和f成正(zhèng)比。
Chris通過(guò)一(yī)些特殊仿真方法把(bǎ)某項目的總損耗曲線分離出單獨的導體損耗和介質損耗,就會發現兩者本身就是一個是直的,一個是彎(wān)的!最後總損耗到底是彎還是直(zhí),就看哪部分的占的比例多啦!

小麗(lì)這下終於明白了,看來學習SI也不能隻一味的快速學習軟件(jiàn)操作啊,還得從理論知識一步一步學起,高(gāo)速先生經常也對想學習SI的硬件工程師或(huò)者PCB設計工(gōng)程師說,“仿(fǎng)真軟件的基本操作一個星期都能學會,但是要學會理論知識的話,可(kě)能(néng)需要好幾年(nián)的沉澱才能有比較(jiào)好的領悟哦!”
