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淺談3W原則與對(duì)走線之間的串?dāng)_估值

PCB線路板打樣 ? 來(lái)源:一博科技 ? 作者:一博科技 ? 2021-04-17 09:53 ? 次閱讀

據(jù)說(shuō)數(shù)學(xué)家很痛恨物理學(xué)家,因?yàn)閿?shù)學(xué)家辛辛苦苦推導(dǎo)出來(lái)的結(jié)論居然和物理學(xué)家猜出來(lái)的結(jié)論是一樣的。當(dāng)然這只是一個(gè)笑話(huà),但的確身為應(yīng)用工程師的我們,很多時(shí)候需要知道的應(yīng)該是一個(gè)東西是怎么來(lái)的以及它的趨勢(shì),而不需要像科學(xué)家一樣去完全推導(dǎo)他們。

那讓我們來(lái)看看3W原則,如下圖所示:

保證線的中心距大于三倍線寬,就是我們通常所說(shuō)的3W原則。其實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膩?lái)說(shuō),3W原則應(yīng)該改成3H原則,這個(gè)H指的是走線與參考平面的距離,如圖所示,當(dāng)走線達(dá)到3H時(shí),耦合到靜態(tài)線上的邊緣場(chǎng)已經(jīng)非常少了,大部分的電磁場(chǎng)被包裹在了走線與回流平面之間。

這里大家要記得一個(gè)值,當(dāng)走線達(dá)到3W的時(shí)候,串?dāng)_率大約在2%左右(近端串?dāng)_)。

可能有人不禁會(huì)問(wèn)了,難道我不同的W,只要符合了3W原則,他們的串?dāng)_率都差不多嗎?

沒(méi)錯(cuò),他們的串?dāng)_率還真是差不多的。當(dāng)然,這是在我們平時(shí)FR4材料,阻抗控制在50歐姆的情況下。

如果W減小,兩線的實(shí)際距離變近,串?dāng)_會(huì)變大,但是要保持50歐姆阻抗,走線必須更靠近參考平面,這樣串?dāng)_會(huì)變小。一來(lái)一回之間串?dāng)_率變化是沒(méi)有多少變化的。W變大的情況同理。

記住了3W時(shí)的串?dāng)_率,我們就只要知道走線的中心距與串?dāng)_率的變化關(guān)系是多少就能對(duì)走線之間的串?dāng)_進(jìn)行估值了。

中心距離變化改變的不就是兩線之間的互容與互感么?腦子里面是不是duang的冒出了一個(gè)這樣的公式:

電容大小跟距離成反比,那是不是說(shuō)距離增大一倍,串?dāng)_減小一半?

NONONO, 是平板電容的公式,但實(shí)際上我們的走線是立體的,應(yīng)該是距離變成n倍,串?dāng)_變成1/n2。就像洛倫茲力與萬(wàn)有引力一樣。

注意這里的距離指的都是中心距哦。

當(dāng)然,實(shí)際的串?dāng)_還與損耗,反射,介電常數(shù),耦合長(zhǎng)度等因素有關(guān)。不過(guò)這樣的一個(gè)估算的方法也足夠應(yīng)對(duì)大部分情況了。

編輯:hfy

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