Hallo, ich hätte mal eine allg. Frage ... wenn man das überhaupt so allgemein beantworten kann. In welcher Großenordnung liegt die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit bei einer "ganz normalen" Platine? Kann man das so pauschal/grob sagen? Vielen lieben Dank. Grüße
Bei Kupfer UNGEFÄHR 0,67 * c wobei c die Lichtgeschwindigkeit von ca. 300.000 km/s ist.
> Bei Kupfer UNGEFÄHR 0,67 * c
Falls kein Eisen o.ä. dabei ist, verringert nur die relative
Dielektrizitätskonstante ε(r) des Platinenmaterials die
Ausbreitungsgeschwindigkeit:
v= c/√ε(r)
Und das stimmt wiederum nur soweit, wie das vom Signal erzeugte
elektrischen Feld nur innerhalb der Platine existiert.
Das Epsilon von Epoxidmaterial liegt irgendwo zwischen 4 und 5, das von Luft ist 1. 1/die Wurzel aus der Mischung von beidem kommt dann in die Gegend von 0,67.
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Hochfrequenzi schrieb: > In welcher Großenordnung liegt die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit bei > einer "ganz normalen" Platine? Es gibt längst Werte für Schallausbreitung in den verschiedenen Kunststoffen bekannt. und in Zinn, Silber, ggf noch Blei. Das Kupfer der Leiterbahnen spielt da bestimmt auch noch eine Rolle. Diese ganze Stoff"mischung" dürfte dann aber einen Zwischenwert aus allen ergeben Man müsste also eine eigene Messreihe aufnehmen. dazu schlägt man die Platine an einer Seite an und misst, wann genau der Schall am anderen Ende ankommt. am wenigsten Latenz dürfte da ein Piezoelement haben, dass man an die Mess-Stelle aufklebt. Am Ort des Anschlags klebt man auch ein Piezoelement auf und schlägt dann auf diesen die Platine an. Ohne es genau zu wissen würde ich die Grössenordnung ganz grob in ca 2500m pro Sekunde schätzen zum Vergleich: PVC ist mit 2250m/sek angegeben https://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit#Schallgeschwindigkeit_ausgew%C3%A4hlter_Festk%C3%B6rper_bei_20_%C2%B0C
Hallo Hochfrequenzi, zu diesem Thema strapazieren die Experten immer das Originalpapier von Hammerstad und Jensen. Du kannst aber auch einmal hier in die Formelsammlung auf Seite 8 sehen. http://www.siart.de/lehre/hf-formeln.pdf Die Literatur ist mir eben mittels Google zugeflogen. Alles hängt aber von allem ab! Hast Du Microstrip, Stripline oder vielleicht Finline? Egal probiere die Formel für Microstrip. Eps von FR4 ist ungefähr 4.3, Dicke vielleicht 1.57mm, f könnte 2.45GHz sein und mit w=1.5mm hast Du schon einmal eine Basis zum Iterieren und Suchen. Viel Erfolg! Ach gab es da nicht Puff von der UCLA, oder vielleicht kann sogar Spice so etwas beantworten. Bernd
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Für erste Abschätzungen rechne ich immer mit halber Vakuumlichtgeschwindigkeit als 1,5*10^8 m/s.
Hochfrequenzi schrieb: > In welcher Großenordnung liegt die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit bei > einer "ganz normalen" Platine? Das hängt von der Art der Wellen und evtl. auch noch von der Frequenz ab.
justme schrieb: > Hochfrequenzi schrieb: >> In welcher Großenordnung liegt die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit bei >> einer "ganz normalen" Platine? > > Das hängt von der Art der Wellen und evtl. auch noch von der Frequenz > ab. Meh, wie viele Arten von Wellen gibt es denn, die sich in so einer Platine ausbreiten, die irgendwen interessieren? Ja, Gravitationswellen und Schallwellen gehören auch dazu, aber es wird hier in einem Elektronikforum doch vermutlich um elektromagnetische Wellen gehen. Für die ist 0.67c ein ganz guter Schätzwert, meines Wissens auch weitgehend unabhängig von der Frequenz. Viel mehr wird das von der konkreten Beschaffenheit deines Dielektrikums abhängen, also was für FR4 das zum Beispiel ist.
Sven B. schrieb: > Für die ist 0.67c ein ganz guter Schätzwert, meines Wissens > auch weitgehend unabhängig von der Frequenz. Das kommt auf das Material und die Frequenz an. Sobald du mit der Frequenz in die Nähe von Absorptionskanten kommst, hast du Dispersion. Nicht ohne Grund werden im höheren GHz-Bereichen andere Materialien verwendet, als für "DC".
Wolfgang schrieb: > Sven B. schrieb: >> Für die ist 0.67c ein ganz guter Schätzwert, meines Wissens >> auch weitgehend unabhängig von der Frequenz. > > Das kommt auf das Material und die Frequenz an. Sobald du mit der > Frequenz in die Nähe von Absorptionskanten kommst, hast du Dispersion. Das Material ist hier wohl FR4, was man halt gängig so unter "ganz normale Platine" versteht. Mir ist bei FR4 keine Absorptionskante irgendwo im gebräuchlichen Bereich bekannt. Die Dielektrizitätskonstante scheint zwar durchaus von der Frequenz abzuhängen, aber nicht so stark, dass sie diesen Schätzwert invalidieren würde. > Nicht ohne Grund werden im höheren GHz-Bereichen andere Materialien > verwendet, als für "DC". Meines Wissens liegt das hauptsächlich am dielektrischen Verlust und an der höheren Dielektrizitätskonstante dieser Materialien. Von Problemen mit Dispersion im PCB-Design habe zumindest ich noch nie gehört (was zugegebenermaßen nicht so wahnsinnig viel heißt).
Sven B. schrieb: >> Nicht ohne Grund werden im höheren GHz-Bereichen andere Materialien >> verwendet, als für "DC". > > Meines Wissens liegt das hauptsächlich am dielektrischen Verlust und an > der höheren Dielektrizitätskonstante dieser Materialien. Das kann man so pauschal nicht sagen. Die verlustarmen und gebräuchlichen Dielektrika PE oder PTFE haben Dielektrizitätszahlen von etwas über 2, während keramische Substrate aus Aluminiumoxid oder Saphir Werte um 10..11 erreichen. Die extremsten Werte bei dämpfungsarmen Materialien dürften Styropor und geschäumtes PE ( letzeres wird z.B. Antennenkabel verwendet) mit Werten knapp über 1 darstellen und am andern Ende die in LNBs für Satellitenempfänger verwendeten Keramiken mit Dk-Werten von knapp 50, die in den dielektrischen Resonatoren der LO bei Frequenzen um 10GHz Resonatorgüten von über 8000 erreichen.
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