Cálculo de la permitividad de los PCB
He leído que la permitividad de FR-4 es de alrededor de 4,5, sin embargo, me gustaría medir la permitividad de una placa revestida de cobre de doble cara real, la forma en que estoy pensando es medir el grosor del sustrato y calcular la capacitancia de un condensador de placas paralelas con aire entre ellos, luego mida la capacitancia de la placa revestida de cobre conectando electrodos a cada lado usando un buen medidor LCR. La relación entre el valor medido y el valor calculado debería darme la permitividad relativa.
No estoy buscando una precisión extrema aquí.
¿Qué sugieren ustedes, chicos?
Respuestas
De hecho, esta es una forma común de medir la constante dieléctrica de los materiales. Sugeriría 'calibrar' sus cables y/o usar una medición de 4 hilos (siempre que su medidor LCR lo admita).
Sin embargo, debe tener cuidado: la capacitancia de dos cuadrados de 10 cm x 10 cm en FR4 de 1,6 mm de espesor (suponiendo una permitividad de aproximadamente 4) es del orden de 0,2 nF, por lo que debe tener cuidado con su configuración para evitar su medición se arruinó por la capacitancia parásita.
Otros métodos que se pueden usar son hacer líneas de transmisión (pero usar una línea de transmisión requiere mucha experiencia y precisión para obtener algo útil; realmente necesita tener en cuenta el ancho y el perfil de la tira después del grabado para obtener resultados correctos).
Un método que he usado con cierto éxito es hacer resonadores (generalmente resonadores de anillo o resonadores de ranura de tierra). Al hacer coincidir el rendimiento del resonador medido con las simulaciones, puede obtener buenos resultados (nuevamente, siempre que pueda 'calibrar' los efectos de grabado).
Si realmente desea información de alta frecuencia, entonces acceda/busque/pida prestado/alquile un analizador de red Hewlett Packard estándar, que le dará pérdidas y demoras.
Estas máquinas por defecto funcionan a 3.000 MHz.
Para mediciones estables, no necesitará trabajar con CABLES, sino con conectores coaxiales SMA atornillables.
Y para minimizar los reflejos entre el SMA y su PCB, use conectores de "transición" de montaje en borde. Evite las versiones de mamparo.
Las máquinas HP/Agilent/Keysight son muy duraderas. Sospecho que cualquier VNA que alcance los 3.000 MHz (donde FR-4 se vuelve bastante con pérdidas) y con un nivel de potencia muy por encima del piso de ruido térmico de 50 ohmios en un ancho de banda de 100.000 ciclos (-120 dBm) funcionará bien.