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yq66789银虫 (著名写手)
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[求助]
PCB信号传输、基材Dk和Df相关问题求助 已有1人参与
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有对PCB方面熟悉的朋友吗，从业人员更好了，有几个入门的问题想请教下~ 1、PCB工作时，其上的铜线里传输的信号类别？是电信号、电磁波信号、数字信号，还是别的什么信号呢？ 2、PCB的信号传输在铜线通路中，作为绝缘层的基材介质是通过什么方式来影响信号传输速度和损耗的呢？是否可以简单的理解为，介电常数主要影响信号传输速度，介电损耗因数主要影响信号损失大小呢？ 3、在高频应用中，是否低Dk和低Df都重要？在高速应用中，是否低Df更重要呢？ 网上查资料太过零散，也没找到太有用的信息，希望各位不吝赐教，谢谢谢谢！ |
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【答案】应助回帖
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yq66789: 金币+20, ★★★很有帮助 2019-12-20 17:51:30
yq66789: 金币+20, ★★★很有帮助 2019-12-20 17:51:30
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1，当电磁场的分布可以被人利用，可以实现信息表达和传递时，才被称为信号。所以PCB工作时其上的铜线里传输的信号类别是什么，要看从什么角度说。 说它是电信号，没问题。因为金属铜是电的良导体，不同空间位置的金属铜的电位不同时就有电压，导体内有电子的定向移动就有电流，电压电流能代表信息，所以可以说是电信号。 大多数情况下说他是电磁波信号也可以。因为有电压（电位差）就有电场分布，有电流，则就有磁场存在。被代表的信息是变化（信息是用来消除不确定性的，所以不可能是固定不变确定的）的，所以电压电流也会变化，描述电磁场的麦克斯韦方程组是二阶偏微分方程组，在PCB铜线、基材介质、空气环境的边界条件下，解是波的形式，所以可以说是电磁波信号（一般来说，当频率较低时，用集总参数电路模型来近似电磁场较为方便，精度也足够了。而当频率较高时，比如微波波段以上时，用电路模型就会误差太大，必须用场和波的观点）。 用电压电流或电场磁场代表的信息是连续时，那么电压电流或电场磁场信号是模拟信号，如果用电压电流或电场磁场代表的信息是离散不连续时，那么电压电流或电场磁场信号是数字信号。因为数字信号只允许有限的几种状态，电压电流或电场磁场受到少许干扰，没有从一种允许状态变成另一种允许状态时，被代表的信息就没有被干扰。所以数字信号比模拟信号抗干扰能力强。 2，PCB铜线、基材介质、空气环境都是解麦克斯韦方程组的边界条件。但是解并不就是信号本身（基带信号）。解得的电磁场分布，或者其电路模型近似，可以看作是信息的载体（频带信号）。如果允许的频带信号频率范围较窄，那么基带信号只能是低速信号（单位时间内传输的信息量较少）。而所谓信号损失或衰耗，则是指承载信息的电磁场能量的衰减（能量守恒，所谓衰减是能量转化为热量等不能承载信息的能量形式，或电磁场扩散到更大范围，使接收端只能检测到更小的能量）。 3，第三点所涉及的Dk和低Df，我不懂。 |
2楼2019-12-20 10:11:18
yq66789
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非常感谢您的回复！敲这么多字可真是太难得啦～Dk是介电常数，Df是介质损耗因数，我还比较困惑的是:信号既然是在铜线里传输，那介质材料是通过什么来影响信号传输速度和损耗的呢？在别的地方有看到是通过导线间会形成的分布电容来影响的，只有这个原因吗 发自小木虫Android客户端 |
3楼2019-12-20 17:58:44
基极电流
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【答案】应助回帖
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介电常数和介质损耗系数我是知道的。材料方面用的符号我不熟悉。 已经说了金属导体、介质（包括基材和空气）都是麦克斯韦方程组的边界条件。在介质中也有电磁场分布的，当然会影响信号传输。其中带宽影响信号传输速度，能量变化影响损耗。 你说的分布电容也不错，这是用电路观点来看电磁场。当有损耗时，电容就不是理想电容，用电路观点看的话，应该是一个理想电容与一个电阻并联，才是有损耗电容的等效电路。或者说基材的介质损耗，可以用电阻作为电路模型来等效。 对了，说句题外话，你如果对此感兴趣的话，可以系统学习电动力学或者电磁场理论。这是人类对宏观电磁现象的最好最完整的理论（当然它不是终极理论，涉及原子、电子的有量子电动力学，涉及更小世界的有量子色动力学，涉及高速运动的有相对论电动力学，等等）。电路理论、电工学、几何光学、等等都是对电磁现象在某些特殊场合下的，更便于应用的近似理论。 |
4楼2019-12-23 11:44:33
EpsilonWang
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5楼2020-02-08 19:55:31
