很多FFC排線研發(fā)工程師認(rèn)為只有在FFC排線進(jìn)行高頻傳輸時(shí),才會(huì)考慮介質(zhì)常數(shù),這是否有道理呢?
根據(jù)線纜的信號(hào)傳輸路徑分析,我們先了解一下常見物質(zhì)的介電系數(shù)及導(dǎo)磁系數(shù)。
常見物質(zhì)的介電常數(shù):
空氣:1 玻璃:4~10 油:2.3
紙:2~4 PE:2.3 PS:2.6
Porcelain:5.7 Teflon:(FEP、PFA、PTFE等):2.1
LCP:3.2 PVC:3.5~4 SPS:2.9
PCT:2.72~2.87 PPS:3.8~3.9 PET:2.1~2.3
常見物質(zhì)的介電常數(shù):
介電常數(shù)(Dielectric Constant):
介電常數(shù)定義為電力線密度與電場強(qiáng)度的比值,在一般塑膠物質(zhì)中,介電常數(shù)越小,電容的效應(yīng)越小,電磁波通過的速率越快,目前測量介電常數(shù)的方法主要有集中電路法、傳輸線法、諧振法、自由空間波法等等。而其中的傳輸線法、集中電路法、諧振法等屬于實(shí)驗(yàn)室測量方法,測量通常是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,必須具有相應(yīng)的樣品采集技術(shù)。對于已知介電常數(shù)材料發(fā)泡后的介電常數(shù)通常用經(jīng)驗(yàn)公式得到如下的公式及測試方法:
導(dǎo)電系數(shù)( conductivity)
物質(zhì)導(dǎo)電的能力,導(dǎo)電系數(shù)越大,電阻越小,相當(dāng)于機(jī)械方面的IACS系數(shù).
R:電阻
L:導(dǎo)體長度
A:導(dǎo)體截面積
電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳輸速度取決于介質(zhì)的介電系數(shù)及導(dǎo)磁系數(shù)
因此,電磁波在真空中是以光速在前進(jìn),假如電磁波在介質(zhì)中傳播,我們需要知道介質(zhì)的相對介電系數(shù)及相對導(dǎo)磁系數(shù),以推算電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳遞速度,舉例而言,電磁波在FFC排線 內(nèi)的傳遞速度為:(選用發(fā)泡PET絕緣材料,介質(zhì)系數(shù) 2.3,銅導(dǎo)體的導(dǎo)磁系數(shù) 1)
綜上所述,在低頻時(shí),介質(zhì)的導(dǎo)電率低,故其流經(jīng)的電流很小。但是,在高頻時(shí),介質(zhì)內(nèi)會(huì)被導(dǎo)入電流而有損耗。因此有低頻看導(dǎo)體,高頻看絕緣的說法,就是根據(jù)這樣分析出來的。在一些基站,有多種設(shè)備間的相互干擾的時(shí)候,介質(zhì)的影響也是存在的,由于導(dǎo)體對導(dǎo)體會(huì)形成多種磁場,電磁場散逸在空氣中或介質(zhì)而會(huì)損失能量,也就是EMI中的輻射干擾(另一種是經(jīng)由電流影響其他裝置的傳導(dǎo)干擾),這樣能量若耦合到其它裝置就造成干擾,若輻射損耗要小,則屏蔽效果要做好,在部分測試屏蔽阻抗的要求的線材時(shí)候,會(huì)更多考慮絕緣介質(zhì)的影響。所以,我們給用戶在制作過4K的高頻信號(hào)的FFC排線時(shí),需要在排線兩邊做屏蔽材。
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