Hvor længe skal sporet på printkortet være transmissionslinjen?

Definitionen af ​​en transmissionslinje er en signallinje med signalretur (sammensat af to ledninger af en vis længde, den ene er signaludbredelsesvejen, og den anden er signalreturvejen). Den mest almindelige transmissionslinje er sporet på vores printkort. Hvad er transmissionslinjerne? Som vist i figuren nedenfor, parsnoet kabel, koaksialkabel og så videre.

Så hvor længe er sporet på printkortet for at være transmissionslinjen?

Dette er relateret til signalets udbredelseshastighed. Signalhastigheden i kobbertråden på FR4-arket er 6 tommer/ns. Kort sagt, så længe-tur-tiden for signalet på sporet er større end stigningstiden for signalet, skal sporet på printkortet behandles som en transmissionslinje.

Lad os se, hvad der sker, når signalet forplanter sig over et langt spor. Antag, at der er et 60-tommers PCB-spor, som vist på figuren, er returvejen jordplanet af det indre lag af PCB'et nær signallinjen, og signallinjen og jordplanet er åbne i den fjerne ende.

Signalet forplanter sig fremad på dette spor, og det tager 10 ns at sende til slutningen af ​​sporet, og yderligere 10 ns at vende tilbage til kilden, så den samlede tur-retur-tid er 20 ns. Hvis ovenstående signal tur/retur-tur betragtes som en almindelig strømsløjfe, bør der ikke være strøm i returvejen, fordi den er åben i den fjerne ende. Men den faktiske situation er ikke tilfældet, der er strøm i det første tidsrum efter returvejen er på signalet.

Tilføj et signal med en stigningstid på 1 ns til dette spor. I de første 1 ns har signalet kun kørt 6 tommer på linjen. Jeg ved ikke, om den fjerne ende er åben eller kort. Hvor stor mærkes så impedansen af ​​signalet? bestemme? Hvis signalet rundt-tur-vejen betragtes som en almindelig strømsløjfe, vil der være modsætninger, så den skal håndteres som en transmissionslinje.

Faktisk er der en parasitisk kapacitans mellem signallinjen og returjordplanet, som vist på figuren nedenfor. Når signalet forplanter sig fremad, ændres spændingen i punkt A ikke kontinuerligt. For den parasitære kapacitans betyder den skiftende spænding, at der genereres en strøm, og retningen er vist med den stiplede linje i figuren. Derfor er impedansen, der mærkes af signalet, den impedans, der præsenteres af kapacitansen, og den parasitære kapacitans udgør vejen for strømmens retur. Signalet vil føle en impedans ved hvert punkt, hvorigennem det forplanter sig fremad. Denne impedans genereres ved påføring af en varierende spænding til den parasitære kapacitans, som normalt kaldes transientimpedansen af ​​transmissionslinjen.

Når signalet når den fjerne ende, og spændingen i den fjerne ende stiger til slutspændingen af ​​signalet, ændres spændingen ikke længere. Selvom den parasitære kapacitans stadig eksisterer, er der ingen spændingsændring, og kapacitansen svarer til et åbent kredsløb, hvilket svarer til DC-situationen.

Derfor er den kortsigtede-ydelse af denne signalsti forskellig fra den langsigtede-ydelse. I en kort periode er ydelsen transmissionslinjen. Selv hvis den fjerne ende af transmissionslinjen er åben, under signalovergangsperioden, vil ydeevnen af ​​den forreste del af transmissionslinjen være som en modstand med begrænset modstand.