Quant de temps és la traça en el PCB per ser la línia de transmissió?

La definició d'una línia de transmissió és una línia de senyal amb retorn de senyal (composta per dos cables d'una certa longitud, un és el camí de propagació del senyal, i l'altre és el camí de retorn del senyal). La línia de transmissió més comuna és la traça a la nostra placa PCB. Quines són les línies de transmissió? Com es mostra a la figura següent, cable de parell retorçat, cable coaxial, així successivament.

Llavors, quant de temps és el rastre en el PCB per ser la línia de transmissió?

Això està relacionat amb la velocitat de propagació del senyal. La velocitat del senyal en el cable de coure de la làmina FR4 és de 6 polzades / ns. En poques paraules, sempre que el temps d'anada i tornada del senyal a la traça sigui més gran que el temps d'augment del senyal, la traça al PCB s'ha de processar com a línia de transmissió.

Anem a veure què passa quan el senyal es propaga a través d'un llarg rastre. Suposem que hi ha una traça pcb de 60 polzades, com es mostra a la figura, el camí de retorn és el pla de terra de la capa interna del PCB prop de la línia de senyal, i la línia de senyal i el pla de terra estan oberts a l'extrem llunyà.

El senyal es propaga cap endavant en aquesta traça, i es triga 10ns per transmetre al final de la traça, i altres 10ns per tornar a la font, de manera que el temps total d'anada i tornada és de 20ns. Si el camí d'anada i tornada del senyal anterior es considera un bucle de corrent ordinari, no hi hauria d'haver corrent en el camí de tornada, ja que està obert a l'extrem llunyà. Però la situació real no és el cas, hi ha corrent per al primer període de temps després que el camí de tornada estigui en el senyal.

Afegiu un senyal amb un temps d'ascens d'1 ns a aquesta traça. En els primers 1 ns, el senyal només ha recorregut 6 polzades en la línia. No sé si l'extrem és obert o curt. Llavors, com de gran és la impedància que sent el senyal? determinar? Si el camí d'anada i tornada del senyal es considera un bucle de corrent ordinari, hi haurà contradiccions, de manera que s'ha de gestionar com una línia de transmissió.

De fet, hi ha una capacitància paràsita entre la línia de senyal i el pla de retorn, com es mostra a la figura següent. Quan el senyal es propaga cap endavant, el voltatge en el punt A no canvia contínuament. Per a la capacitància paràsita, el voltatge canviant significa que es genera un corrent, i la direcció es mostra per la línia de punts de la figura. Per tant, la impedància sentida pel senyal és la impedància que presenta la capacitància, i la capacitància paràsita constitueix el camí del retorn actual. El senyal sentirà una impedància en cada punt a través del qual es propaga cap endavant. Aquesta impedància es genera per l'aplicació d'un voltatge variable a la capacitància paràsita, que normalment s'anomena impedància transitòria de la línia de transmissió.

Quan el senyal arriba a l'extrem llunyà i el voltatge a l'extrem llunyà s'eleva a la tensió final del senyal, el voltatge ja no canvia. Tot i que la capacitància paràsita encara existeix, no hi ha cap canvi de voltatge, i la capacitància és equivalent a un circuit obert, que correspon a la situació de DC.

Per tant, el rendiment a curt termini d'aquest camí de senyal és diferent del rendiment a llarg termini. Durant un curt període de temps, el rendiment és la línia de transmissió. Fins i tot si l'extrem remot de la línia de transmissió està obert, durant el període de transició del senyal, el rendiment de la secció frontal de la línia de transmissió serà com una resistència amb resistència limitada.