Räätälöityjen suurtaajuuslevyjen materiaalien valinta ei voi perustua pelkästään Dk:aan. Ydinsyynä on se, että Dk määrittää vain signaalin lähetyksen nopeuden ja impedanssin tarkkuuden, kun taas Df määrittää suoraan signaalienergian säilymisen ja järjestelmän luotettavuuden suurtaajuisissa skenaarioissa. Molemmat ovat välttämättömiä, ja pelkästään Dk:hen keskittyminen voi suoraan johtaa korkeataajuisten signaalien hallitsemattomaan vaimenemiseen ja järjestelmän suorituskykyhäiriöihin.
Ydintyönjako näiden kahden välillä on täysin erilainen
Dk (dielektrisyysvakio): Vastaa signaalinsiirron "valtatien" tasaisuutta, se määrittää signaalin etenemisnopeuden, impedanssin sovitustarkkuuden ja ydinratkaisun ongelmaan "signaali toimii nopeasti ja ei heijastusta".
Df (dielektrinen häviökerroin): Se vastaa "polttoaineenkulutusta" signaalin lähetysprosessissa, määrittää lämpöenergiahäviöksi muunnetun signaalienergian osuuden ja ratkaisee ongelman "signaali kulkee kauas ilman vaimennusta".
Df:n vaikutus suurtaajuisissa skenaarioissa voimistuu eksponentiaalisesti
Lisäyshäviö on verrannollinen taajuuteen kerrottuna Df:llä, ja mitä suurempi taajuus, sitä kohtalokkaampi on pienen Df-eron aiheuttama häviöero
Taajuuskaistalla 10 GHz tavallisen FR-4-kortin siirtojohtohäviö senttimetriä kohti voi olla yli 1 dB, kun taas Rogers RO4350B:n (Df=0.0037) häviö on vain 1/5 FR-4:sta.
77 GHz:n ajoneuvoon asennetun millimetriaaltotutkan skenaariossa, jos Df=0.005 -materiaalia käytetään väärin, 10 cm:n siirtojohdon kasaantunut häviö aiheuttaa suoraan signaalin voimakkuuden vastaanottopäässä herkkyyskynnystä alhaisemmaksi, jolloin tutka muuttuu "sokeaksi".
224 Gbps:n erittäin nopean tekoälypalvelimen skenaariossa korkean Df:n tavallisten levyjen signaalienergian vaimennus ylittää 30 % ja datavirhesuhde on yli 5 %, mikä ei täysin täytä laskentatehon tarkkoja lähetysvaatimuksia.
Katso vain Dk-materiaalin valinnan tyypillisiä vikaskenaarioita
Impedanssisovitus on täysin standardin mukainen, mutta signaalin energiahäviö 10 senttimetrin siirtojohdon läpi kulkemisen jälkeen ylittää 40 % ja tiedonsiirtoetäisyys pienenee suoraan puoleen.
Millimetriaaltovaiheistetussa ryhmätutkassa Dk-stabiilisuus on hyväksytty, mutta Df on liian korkea, ja kunkin kanavasignaalin vahvistuspoikkeama ylittää ± 2 dB, mikä johtaa täydelliseen säteenmuodostustarkkuuden menettämiseen.
Pitkän ja korkean lämpötilan käytön aikana korkean Df:n levyt muuttavat sähköenergiaa jatkuvasti lämpöenergiaksi, mikä aiheuttaa piirilevyn paikallista ylikuumenemista ja nopeuttaa kuparikalvon delaminaatiota ja levyn vanhenemista, mikä lyhentää merkittävästi tuotteen käyttöikää.
Prioriteettilogiikka materiaalin valinnassa korkeataajuisissa skenaarioissa
Alan standardivalintaperiaate on ensin lukita Df-taso toimintataajuuden mukaan ja sitten ohjata impedanssin tarkkuutta Dk-toleranssilla:
Alle 3 GHz:n skenaariot: Df Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,01 voi täyttää perusvaatimukset ja sovittaa sitten vastaavan Dk-arvon impedanssin ohjaamiseksi.
10–30 GHz:n millimetriaallon skenaario: Df:n on oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 0,003, kun taas Dk-toleranssia säädetään ± 0,05:n sisällä.
77 GHz:n ajoneuvoon asennetut tutka- ja satelliittiviestintäskenaariot: Df:n on oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 0,0015, ja Dk-toleranssia on kiristettävä tarkkuudella ± 0,02, jotta se täyttää sekä pienihäviö- että vaiheyhteensopivuusvaatimukset.