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精简概括传输线的相关基础知识

冬至配饺子 来源:信号完整性学习之路 作者:广元兄 2022-08-15 09:50 次阅读

之前有总结过相关基础知识,还是会有小伙伴问,可能之前讲得太散了。那就精简点,概括为四点:

poYBAGL5pb-AAtm5AABFFGlGDfU490.png

1.概念

传输线由任意两条有一定长度的导线组成。其中一条标记为信号路径,另一条标记为返回路径。这里重点要关注返回路径。

poYBAGL5pc2AeuE0AAA8aqZ6694192.png

①返回路径的属性部分,不一定是GND。

②完整性问题,之前有过相关的视频,如果返回路径不完整,会怎么样?

视频中,以返回路径平面完整vs 不完整的情况做了S参数提取,比较回波损耗和插入损耗。希望小伙伴有一个直观的印象。

③参考平面的转换,只要认清一点:电流如水,返回路径肯定走低阻抗路径。有转换,记得打缝合孔(Stitching Via)

poYBAGL5peiAOQrRAAA7Dl2N8LE742.png

2.特性阻抗

输入阻抗、特性阻抗、瞬时阻抗……傻傻分不清楚

3.时延

①信号的传输速度与电子速度区别

一条18号圆铜导线,直径为1mm,流过的电流为1A电子速度为1cm/s。导体中电子速度很慢,而在传输线上信号的传输速度,由于电子之间的相互作用、导线周围的材料、信号在传输线导体周围空间形成交变电场和磁场的建立速度等因素:

pYYBAGL5pfmAdoMZAAB9j0bi7CM876.png

②信号的传输速度与信号速率区别

前段时间,有个小伙伴问我:是不是信号速率越高,时延就越小?

这个要分清的是:信号速率是芯片的自身能力。

如果非要扯上点关系,就是信号速率越高,对PCB 板材的要求越高,相对介电常数较低,信号的传输速度越大,相对应的情况时延会变小。

③还有一点需要提一下,传输线在实际PCB版图的应用中,分为微带线(Microchip)和带状线(Stripline),一般情况都会考虑带状线。带状线周围材料固定,一来阻抗易于管控,二来就是串扰和EMI 的问题,带状线的传输质量更稳定。

4.一阶模型

传输线的仿真模型,分清楚零阶和一阶。零阶模型描述为一系列相互有一定间距的电容器的集合。它仅仅是物理模型,并不是等效电气模型。一阶模型需要把信号和返回路径导线的每一小节描述成回路电感,就能进一步近似物理传输线。

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如何才能准确表述传输线的一阶模型:

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审核编辑:刘清

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