介电常数是导体间的绝缘材料增加它们之间电容量的特性。而相对介电常数就是导体被绝缘材料包围时的电容量与导体被空气包围时的电容量的比值。

当导体周围填充的是均匀介质时,导体感受到的介电常数是介质的相对介电常数,如果周围填充的是非均匀介质的时候,那么导体感受到的介电常数和两种介质的相对介电常数有关。这时电力线通过不同介电常数的介质材料时所感受到的介电常数就称为有效介电常数。

通常有效介电常数的精确数值需要用仿真器模拟才能得出,下面提供一种使用阻抗计算软件拟合微带线感受到的有效介电常数的方法: PCB表层的微带线,电力线会穿过空气和FR4,感受到的介电常数会不同。由于介电常数会影响电容的增幅,所以介电常数的波动也直接影响电容量。因为电感则不受介质属性影响,所以介电常数的波动的变化会直接导致阻抗的变化,根据阻抗公式: 可以通过下面的方法来得到。 使用非嵌入式微带线模型,一面接触空气,一面接触FR4时的线路阻抗(猜想:此微带线模型内部算法是考虑了空气的,因为空气的参数固定所以没有设置选项)。 2. 使用嵌入式微带线模型,用H2模拟空气,介电常数为1,厚度尽量大,尽量包裹所有的电力线。猜想用嵌入式微带线的H2模拟空气参数得到的阻抗与非嵌入式微带线获得的阻抗一致。 根据软件计算的结果,两组模型获得的结果非常接近,证实了猜想,非嵌入微带线模型是考虑了空气影响的,实际上是一种特殊的嵌入式微带线。 3.在验证了非嵌入式微带线模型实际是一种特殊的嵌入式微带线后,我们用嵌入式微带线模型进行有效介电常数的拟合。 根据拟合结果:微带线一面接触空气,一面接触FR4时,铜厚厚度1.2MIL,如将空气和FR4看成一个整体(一块田),走线感受到的有效相对介电常数约是2.9(实际增产常数)。此方法获得的拟合结果是近似值,带状线也可以用相同方式拟合。

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