銳意進(jìn)取,誠信立足,達(dá)道致遠(yuǎn)
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這與信號的傳播速度有關(guān),在FR4板上的銅纜中為6in/ns。簡單的說,只要信號在走線上的往返時間大于信號的上升時間,PCB上的走線就應(yīng)該作為傳輸線來處理。
讓我們看看當(dāng)信號經(jīng)過很長的走線時會發(fā)生什么。假設(shè)有一條60英寸長的PCB走線,返回路徑是PCB板內(nèi)層靠近信號線的地平面,信號線和地平面在遠(yuǎn)端開路。
信號在這條走線上向前傳播,傳輸?shù)阶呔€末端需要 10ns,返回源頭需要 10ns,因此總往返時間為 20ns。如果把上面的信號往返路徑看成一個普通的電流回路,返回路徑上應(yīng)該沒有電流,因為它在遠(yuǎn)端是開路的。然而,情況并非如此,返回路徑在信號打開后的初始時間段內(nèi)有電流。
向該電纜添加一個上升時間為 1ns 的信號。在最初的 1ns 時間內(nèi),信號僅在電纜上傳播了 6 英寸。不知道遠(yuǎn)端是開路還是短路,所以感覺信號阻抗多大?好的?如果把信號往返路徑看成是普通的電流回路,就會產(chǎn)生矛盾,所以必須把它看成是傳輸電纜。
實際上,信號走線和返回地平面之間存在寄生電容。當(dāng)信號正向傳播時,A點電壓不連續(xù)變化。對于寄生電容,變化的電壓意味著產(chǎn)生電流。因此,信號感受到的阻抗就是電容呈現(xiàn)的阻抗,寄生電容構(gòu)成了電流回流的通路。在信號向前傳播的每個點,它都會經(jīng)歷一個阻抗,該阻抗是由對寄生電容施加變化的電壓產(chǎn)生的,通常稱為傳輸電纜的瞬態(tài)阻抗。
當(dāng)信號到達(dá)遠(yuǎn)端時,遠(yuǎn)端電壓上升到信號的終止電壓,電壓不再變化。雖然寄生電容依然存在,但沒有電壓變化,電容相當(dāng)于開路,對應(yīng)直流情況。
因此,此信號路徑的短期性能與長期性能不同。在最初的短期內(nèi),表現(xiàn)是傳輸電纜。即使在傳輸電纜的遠(yuǎn)端開路,在信號傳輸期間,傳輸電纜的前端也會表現(xiàn)得像一個有限值電阻器。
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