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精簡概括傳輸線的相關基礎知識

冬至配餃子 ? 來源:信號完整性學習之路 ? 作者:廣元兄 ? 2022-08-15 09:50 ? 次閱讀

之前有總結過相關基礎知識,還是會有小伙伴問,可能之前講得太散了。那就精簡點,概括為四點:

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1.概念

傳輸線由任意兩條有一定長度的導線組成。其中一條標記為信號路徑,另一條標記為返回路徑。這里重點要關注返回路徑。

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①返回路徑的屬性部分,不一定是GND。

②完整性問題,之前有過相關的視頻,如果返回路徑不完整,會怎么樣?

視頻中,以返回路徑平面完整vs 不完整的情況做了S參數提取,比較回波損耗和插入損耗。希望小伙伴有一個直觀的印象。

③參考平面的轉換,只要認清一點:電流如水,返回路徑肯定走低阻抗路徑。有轉換,記得打縫合孔(Stitching Via)

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2.特性阻抗

輸入阻抗、特性阻抗、瞬時阻抗……傻傻分不清楚

3.時延

①信號的傳輸速度與電子速度區別

一條18號圓銅導線,直徑為1mm,流過的電流為1A電子速度為1cm/s。導體中電子速度很慢,而在傳輸線上信號的傳輸速度,由于電子之間的相互作用、導線周圍的材料、信號在傳輸線導體周圍空間形成交變電場和磁場的建立速度等因素:

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②信號的傳輸速度與信號速率區別

前段時間,有個小伙伴問我:是不是信號速率越高,時延就越小?

這個要分清的是:信號速率是芯片的自身能力。

如果非要扯上點關系,就是信號速率越高,對PCB 板材的要求越高,相對介電常數較低,信號的傳輸速度越大,相對應的情況時延會變小。

③還有一點需要提一下,傳輸線在實際PCB版圖的應用中,分為微帶線(Microchip)和帶狀線(Stripline),一般情況都會考慮帶狀線。帶狀線周圍材料固定,一來阻抗易于管控,二來就是串擾和EMI 的問題,帶狀線的傳輸質量更穩定。

4.一階模型

傳輸線的仿真模型,分清楚零階和一階。零階模型描述為一系列相互有一定間距的電容器的集合。它僅僅是物理模型,并不是等效電氣模型。一階模型需要把信號和返回路徑導線的每一小節描述成回路電感,就能進一步近似物理傳輸線。

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如何才能準確表述傳輸線的一階模型:

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審核編輯:劉清

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