层合板的介电常数Dk是精确设计目标特性阻抗所需要的重要电学特性。它会影响传输线的特性阻抗和线路的时延。如果希望在第一次通过时获得特定的目标特性阻抗，那么必须知道每个层的Dk。这里有一个快速、简单的测量方法
Dk的基础
已经有许多方法被介绍来测量层积层的Dk，从2线长度的插入损失，Delta L方法，谐振存根结构，甚至腔谐振方法。它们都提供了提取特定层积层Dk频率依赖性的能力。但它们都涉及VNA测量，有时使用复杂的模拟和分析技术或专有软件。这可能是快速或常规测量的障碍。
有时“一个好的答案现在!”总比迟到的好答复要好。”如果你所需要的只是一个Dk值来验证供应商的规格，或者将一个值放入2D场求解器中，那么有一种快速而简单的方法可以用时域反射计(TDR)测量Dk。
基本上，我们只需要测量固定长度互连Len的时延TD。Dk是由
即使有统一的传输线结构来测量，挑战是准确测量时延和长度。有三个简单的方法来解决这个问题:
- 猜测-假设统一传输线开始于发射的结束，这是在TDR响应的下降
- 测量发射相似的两条不同长度的传输线，取长度之差和时延之差
- 测量两个相距精确长度的小不连续点之间的时间延迟
图1显示了一个带有三条带状传输线的测试板示例，演示了这三种方法。一条线是6英寸。长，一条线是2英寸。很长，其中一行有6英寸。很长，中间有精密的衬垫。
当我们猜测来自特征的反射之间的时间延迟时，对于发射的终点和均匀线的起点有一些不确定性。不确定性可高达0.05 nsec。当线路的总时间延迟为1 nsec时，这对时间延迟的潜在影响为5%。
例如，图2显示了一条名义上均匀的带状线传输线的实测TDR响应，该传输线两端有两个通孔SMA发射，间隔6英寸。它是从两端测量的。发射几乎相同，并且有一个小的阻抗变化。这条线路的特性阻抗约为65欧姆。
提取的Dk为
这是构成条带线迹周围和两个平面之间的层压板材料的两层的复合体介电常数。假设每一层的Dk相同，那么由玻璃纱和树脂组成的层压板的体积Dk为4.51。
测量Dk，方法二:两种不同的线长
测量Dk的第二种方法是使用两条不同长度但其他方面相同的传输线。如果它们有相同的发射，那么它们之间的时间延迟的差异应该仅仅是由于它们长度的差异。
只需要在每一行上使用相同的特性来确定往返延迟时间。对于相同的结构，这两条线的延迟之间的差异是重要的。
图3显示了2英寸长和6英寸长的传输线的实测TDR响应。从这条线的末端发射，看起来非常相似。这是一个重要的一致性测试。
提取的有效Dk为:
这是构成带状线结构的两层的有效Dk。
测量Dk，方法3:特殊的小垫试验结构
第三种方法是建立一条特殊的传输线，由一条均匀的传输线组成，两条小的不连续线战略性地放置在精确的距离上。这只需要测量一个传输线结构。
这些不连续点应该离发射足够远，以便清楚地看到波峰。这至少应该是2倍rt。在这个上升时间为65秒的特定TDR中，这是130秒的延迟，或0.8英寸。
迹线之间的距离应该至少为1nsec的往返时间，这样10 psec分辨率就可以提供精确到1%的往返时间延迟或单向时间延迟。合理的距离是4英寸。
不连续性可以是较窄的区域，产生高阻抗，也可以是较宽的区域，产生较低阻抗。只需要它们以峰值或低谷的形式可见就可以了。它们的长度应该明显短于TDR分辨率，以便峰值宽度基于TDR上升时间，而不是不连续的长度。
该分辨率的TDR，与65秒上升时间是
具有较大阻抗变化的短得多的结构是首选。它将导致一个明确的下降或峰值。
在制作的试验结构中，额外垫的长度选择为0.05 In。空间分辨率为0.4英寸。衬垫宽度选择为18密耳，是标称线宽的3倍。图4显示了带有通孔SMA发射和第一个小不连续的信号层。
总结
值得注意的是，双线法和具有精确不连续的单线法给出的有效Dk值相同，均为4.39。
但是猜测法的结果是Dk为4.51。这一数字上升了2.7%。在单线法测量中，如果要得到比其他方法测量的Dk值更低的Dk值，则需要更短的测量延时。
在哪里放置标记来测量6英寸部分的时间延迟存在固有的模糊性。在TDR响应中，6英寸部分从哪里开始和结束?
如果要求精度高于5%，则应采用两线法或一行两不连续法。
当然，测量的Dk是由信号线上下两层叠层组成的复合结构的有效Dk。提取每一层的Dk需要其他专门的结构。
