Fabbrica del circuito di Shenzhen: quanto è lunga la linea di trasmissione
Quanto dura la linea di trasmissione? Questo è correlato alla velocità di propagazione del segnale. La velocità del segnale nella linea di rame sul circuito in fibra di vetro FR4 è 6in / ns. In poche parole, finché il tempo di andata e ritorno del segnale sulla traccia è maggiore del tempo di aumento del segnale, la traccia sul circuito stampato dovrebbe essere elaborata come linea di trasmissione.
Vediamo cosa succede quando il segnale si diffonde su una lunga traccia. Assumendo che ci sia una traccia PCB da 60 pollici, il percorso di ritorno è il piano di terra dello strato interno del circuito stampato vicino alla linea del segnale e la linea del segnale e il piano di terra sono aperti all'estremità opposta.
Il segnale si propaga in avanti su questa traccia, e ci vogliono 10ns per trasmettere alla fine della traccia, e altri 10ns per tornare alla sorgente, quindi il tempo totale di andata e ritorno è 20ns. Se il percorso di andata e ritorno del segnale di cui sopra è considerato un circuito corrente ordinario, non dovrebbe esserci corrente nel percorso di ritorno, perché è aperto all'estremità opposta. Ma la situazione attuale non è così. C'è corrente per il primo periodo di tempo dopo che il percorso di ritorno è sul segnale.
Aggiungere un segnale con un tempo di salita di 1 ns alla traccia nel disegno PCB della fabbrica di circuiti stampati di Shenzhen. Nei primi 1 ns, il segnale ha viaggiato solo 6 pollici sulla linea. Non so se l'estremità remota è aperta o corta. Quanto è grande l'impedenza del circuito stampato percepita dal segnale e come determinarla? Se il percorso di andata e ritorno del segnale è considerato come un normale ciclo di corrente, allora ci saranno contraddizioni, quindi deve essere gestito secondo la linea di trasmissione.
In realtà, c'è una capacità parassitaria tra la linea del segnale e il piano di terra di ritorno, come mostrato nella Figura 2. Quando il segnale si propaga in avanti, la tensione al punto A non cambia continuamente. Per la capacità parassitaria, la tensione mutevole significa che viene generata una corrente, e la direzione è mostrata dalla linea tratteggiata nella figura. Pertanto, l'impedenza percepita dal segnale è l'impedenza presentata dalla capacità, e la capacità parassitaria costituisce il percorso di ritorno della corrente. Il segnale sentirà un'impedenza in ogni punto attraverso il quale si propaga in avanti. Questa impedenza è generata dall'applicazione di una tensione variabile alla capacità parassitaria, che di solito è chiamata impedenza transitoria della linea di trasmissione.
Quando il segnale raggiunge l'estremità opposta, la tensione all'estremità opposta sale alla tensione finale del segnale e la tensione non cambia più. Sebbene la capacità parassitaria esista ancora, non c'è cambiamento di tensione e la capacità è equivalente a un circuito aperto, che corrisponde alla situazione DC.
Pertanto, le prestazioni a breve termine di questo percorso del segnale PCB sono diverse dalle prestazioni a lungo termine. Per un breve periodo di tempo, la prestazione è la linea di trasmissione. Anche se l'estremità remota della linea di trasmissione è aperta, durante il periodo di transizione del segnale, le prestazioni della sezione anteriore della linea di trasmissione saranno come un resistore con resistenza limitata.