Hoe lang is het spoor op de PCB om de transmissielijn te zijn?

De definitie van een transmissielijn is een signaallijn met signaalretour (samengesteld uit twee draden van een bepaalde lengte, de ene is het signaalvoortplantingspad en de andere is het signaalretourpad). De meest voorkomende transmissielijn is het spoor op onze printplaat. Wat zijn de transmissielijnen? Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, twisted pair-kabel, coaxkabel enzovoort.

Dus hoe lang is het spoor op de PCB om de transmissielijn te zijn?

Dit heeft te maken met de voortplantingssnelheid van het signaal. De signaalsnelheid in de koperdraad op het FR4-blad is 6 inch/ns. Simpel gezegd, zolang de ronde-uitschakeltijd van het signaal op het spoor groter is dan de stijgtijd van het signaal, moet het spoor op de PCB worden verwerkt als een transmissielijn.

Laten we eens kijken wat er gebeurt als het signaal zich over een lang spoor voortplant. Stel dat er een 60-inch PCB-spoor is, zoals weergegeven in de afbeelding, is het retourpad het grondvlak van de binnenste laag van de PCB nabij de signaallijn en zijn de signaallijn en het grondvlak aan het uiteinde open.

Het signaal plant zich voort op dit spoor en het duurt 10 ns om naar het einde van het spoor te zenden, en nog eens 10 ns om terug te keren naar de bron, dus de totale omlooptijd-is 20 ns. Als het bovenstaande signaal rond-uitschakelpad wordt beschouwd als een gewone stroomlus, mag er geen stroom in het retourpad zijn, omdat het aan het uiteinde open is. Maar de werkelijke situatie is niet het geval, er is stroom voor de eerste tijd nadat het retourpad op het sein is.

Voeg een signaal met een stijgtijd van 1 ns toe aan deze trace. In de eerste 1 ns heeft het signaal slechts 15 cm over de lijn afgelegd. Ik weet niet of het uiteinde open of kort is. Hoe groot is dan de impedantie die door het signaal wordt gevoeld? bepalen? Als het signaal rond-uitschakelpad wordt beschouwd als een gewone stroomlus, zullen er tegenstrijdigheden zijn, dus moet het worden behandeld als een transmissielijn.

In feite is er een parasitaire capaciteit tussen de signaallijn en het retourgrondvlak, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Wanneer het signaal zich voortplant, verandert de spanning op punt A niet continu. Voor de parasitaire capaciteit betekent de veranderende spanning dat er een stroom wordt gegenereerd en de richting wordt weergegeven door de stippellijn in de figuur. Daarom is de impedantie die door het signaal wordt gevoeld, de impedantie die wordt gepresenteerd door de capaciteit, en de parasitaire capaciteit vormt het pad van de stroomretour. Het signaal zal een impedantie voelen op elk punt waardoor het zich voortplant. Deze impedantie wordt gegenereerd door het aanleggen van een variërende spanning op de parasitaire capaciteit, die gewoonlijk de tijdelijke impedantie van de transmissielijn wordt genoemd.

Wanneer het signaal het verre uiteinde bereikt en de spanning aan het verre uiteinde stijgt tot de uiteindelijke spanning van het signaal, verandert de spanning niet meer. Hoewel de parasitaire capaciteit nog steeds bestaat, is er geen spanningsverandering en is de capaciteit equivalent aan een open circuit, wat overeenkomt met de DC-situatie.

Daarom verschillen de korte-termijnprestaties van dit signaalpad van de lange-termijnprestaties. Voor een korte periode is de prestatie de transmissielijn. Zelfs als het verre uiteinde van de transmissielijn open is, zullen de prestaties van het voorste gedeelte van de transmissielijn tijdens de signaalovergangsperiode zijn als een weerstand met beperkte weerstand.