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标题: 小发现：阻抗随频率增加不一定会减小 [打印本页]

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作者: qingdalj    时间: 2013-10-8 17:43
标题: 小发现：阻抗随频率增加不一定会减小

( e' _9 R6 z, R3 w
8 }, h4 j, f  y       许多人都在讲随着频率的升高，传输线的特征阻抗会减小，我也一直这么认为。之前虽然有些疑问，但苦于无法验证自己的想法。用过polar的人应该都见过与下面类似的结果，相信很多人也是基于此得出的结论吧。

! }& J  i3 ^/ z& L. v" Q5 T: n       随着频率的升高，传输线电感会减小，而对于大多数PCB材料在频率升高时它的介电常数也会减小，从而导致传输线的有效电容也会减小。电感和电容都发生了变化，这使的我们不好判断阻抗的变化趋势了。
    这里选取一种PCB材料的PP，它的参数如下图：
6 a. y* {' b4 n
8 \9 R% L1 g7 {3 j4 ?9 O. X$ y       首先根据上述参数调整叠构，使得差分对阻抗约为90欧姆，如下图：
8 N+ Y. T6 {6 R9 M
% g  y6 ~  @: U: \& Y- H& J5 n+ r8 {       然后，将介质材料的介电常数按上面数据设置为分段形式：

# N2 U0 O+ c# z" I: ]7 w% {# R       然后点击calculate，得到如下结果：
! i& L8 _9 m% a+ N3 x% v" h/ k: Z
: ~1 K. H3 I" U1 W8 p* L$ G       这里给出不设置分段介电常数情况下的结果方便大家对比：

# z1 Z8 ]5 P5 C; i0 E8 X0 @' l; x
       现象描述：（1）介电常数分段情况下，在1GHz以内阻抗随频率增加而减小；1GHz以上阻抗随频率增加而增加（变化幅度较小），最终趋向稳定。
9 B' N3 T' `0 F) T/ {4 ^              （2）介电常数固定的情况下，传输线阻抗随频率增加而减小，最终趋向稳定。
# l2 R/ }$ ^" Z! b; S
8 d, B$ g. K2 E    原因分析：对传输线阻抗产生影响的因素为电感和电容，电感减小导致阻抗减小（假设电容不变），电容减小导致阻抗增加（假设电感不变）（1）介电常数分段情况下，1GHz以内介电常数没有变化，仅电感对阻抗产生了影响；1GHz以上电感和电容都减小，共同影响了传输线阻抗。（2）介电常数固定的情况下，阻抗只受电感变化影响，电感持续减小导致阻抗持续减小。

9 b1 B( }% }" L    结论：频率升高，传输线的阻抗不一定会减小，可能会增加，也可能在不断波动。这里是特例，当然不能认为频率升高阻抗就增加了。
. \( w0 l4 W0 M! A
附：
% v# p* m- x# q+ ^/ U9 H% K8 v介电常数分段情况下，电容和电感的变化如下：

0 I; g3 W# R& t/ T* g
: z) j0 U4 Z5 g8 P  j介电常数固定情况下，电容和电感的变化如下：
% `3 Q/ k  v% `" ]8 e

! f: n  P: _; v' |% C8 X

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作者: qiangqssong    时间: 2013-10-9 14:42
谢谢楼主的分析与分享!!

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