Как долго след на печатной плате должен быть линией передачи?

Определение линии передачи — это сигнальная линия с обратным сигналом (состоящая из двух проводов определенной длины, один из которых является путем распространения сигнала, а другой — обратным путем). Наиболее распространенной линией передачи является дорожка на нашей печатной плате. Что такое линии передачи? Как показано на рисунке ниже, витая пара, коаксиальный кабель и так далее.

Итак, как долго дорожка на печатной плате должна быть линией передачи?

Это связано со скоростью распространения сигнала. Скорость сигнала в медном проводе на листе FR4 составляет 6 дюймов/нс. Проще говоря, если время кругового-обхода сигнала на трассе больше, чем время нарастания сигнала, трасса на печатной плате должна обрабатываться как линия передачи.

Давайте посмотрим, что происходит, когда сигнал распространяется по длинной трассе. Предположим, что имеется 60-дюймовая дорожка печатной платы, как показано на рисунке, обратным путем является плоскость заземления внутреннего слоя печатной платы рядом с сигнальной линией, а сигнальная линия и плоскость заземления открыты на дальнем конце.

Сигнал распространяется вперед по этой трассе, и для передачи до конца трассы требуется 10 нс, а для возврата к источнику требуется еще 10 нс, поэтому общее время кругового-путешествия составляет 20 нс. Если указанный выше путь прохождения сигнала туда и обратно-рассматривается как обычная токовая петля, в обратном пути не должно быть тока, поскольку он разомкнут на дальнем конце. Но на самом деле это не так, есть ток в течение первого периода времени после того, как обратный путь находится на сигнале.

Добавьте к этой трассе сигнал со временем нарастания 1 нс. За первую 1 нс сигнал прошел по линии всего 6 дюймов. Я не знаю, дальний конец открыт или замкнут. Тогда насколько велико сопротивление сигнала? определять? Если круговой путь сигнала рассматривается как обычная токовая петля, возникнут противоречия, поэтому его следует рассматривать как линию передачи.

На самом деле между сигнальной линией и обратным заземлением имеется паразитная емкость, как показано на рисунке ниже. Когда сигнал распространяется вперед, напряжение в точке А не изменяется непрерывно. Для паразитной емкости изменение напряжения означает, что генерируется ток, и его направление показано пунктирной линией на рисунке. Следовательно, импеданс, ощущаемый сигналом, представляет собой импеданс, представленный емкостью, а паразитная емкость образует путь возврата тока. Сигнал будет чувствовать сопротивление в каждой точке, через которую он распространяется вперед. Этот импеданс создается приложением переменного напряжения к паразитной емкости, которую обычно называют переходным импедансом линии передачи.

Когда сигнал достигает дальнего конца и напряжение на дальнем конце возрастает до конечного напряжения сигнала, напряжение больше не изменяется. Хотя паразитная емкость все еще существует, напряжение не меняется, и емкость эквивалентна разомкнутой цепи, что соответствует ситуации с постоянным током.

Таким образом, краткосрочная-эффективность этого пути сигнала отличается от-долгосрочной. В течение короткого периода времени производительность является линией передачи. Даже если удаленный конец линии передачи разомкнут, в течение периода перехода сигнала передняя часть линии передачи будет работать как резистор с ограниченным сопротивлением.