Notizie PCB - Quanto lunga la linea sul PCB è la linea di trasmissione

La linea di trasmissione è definita come una linea di segnale con flusso di ritorno del segnale (costituita da due fili di una certa lunghezza, uno è il percorso di trasmissione del segnale e l'altro è il percorso di ritorno del segnale). La linea di trasmissione comune è la linea sulla nostra scheda PCB. Quindi, quanto è lunga la linea di trasmissione sul PCB?

Quanto è lunga la linea di trasmissione sul PCB?

Questo è correlato alla velocità di propagazione del segnale, che è 6in/ns nel filo di rame sulla piastra FR4. In poche parole, fintanto che il tempo di ritorno del segnale sul circuito è maggiore del tempo di salita del segnale, il circuito sul PCB dovrebbe essere trattato come una linea di trasmissione.

Vediamo cosa succede quando il segnale viaggia su una lunga linea. Supponiamo che ci sia un cablaggio PCB da 60 pollici, come mostrato nella Figura 1. Il percorso di ritorno è il piano di terra dello strato interno del PCB vicino alla linea del segnale e la strada tra la linea del segnale e il piano di terra è aperta all'estremità opposta.

Ci vogliono 10 ns per trasmettere i segnali alla fine della linea e altri 10 ns per essere restituiti all'estremità della sorgente. Pertanto, il tempo totale di andata e ritorno è 20ns. Se il percorso di ritorno del segnale sopra è un ciclo corrente normale, non dovrebbe esserci corrente sul percorso di ritorno perché è aperto all'estremità opposta. Ma non è così. Il percorso di ritorno ha una corrente all'inizio del segnale.

Aggiungere un segnale con un tempo di salita di 1ns a questa sezione di linea. Nel primo 1ns tempo, il segnale va solo 6 pollici sulla linea di ritorno. Non sappiamo se l'estremità lontana sia aperta o corta. Se il percorso di andata e ritorno del segnale è considerato come un circuito corrente ordinario, ci sarà una contraddizione, quindi deve essere trattato come una linea di trasmissione.

Infatti, c'è capacità parassitaria tra la linea del segnale e il piano di ritorno a terra. Mentre il segnale si propaga in avanti, la tensione al punto A rimane costante. Per la capacità parassitaria, la tensione variabile significa che viene generata una corrente, nella direzione indicata dalla linea tratteggiata. Così, l'impedenza percepita del segnale è l'impedenza presentata dalla capacità, e la capacità parassitaria forma il percorso del flusso di corrente. Ad ogni punto lungo il quale il segnale viaggia in avanti, sperimenta un'impedenza causata dalla tensione variabile applicata alla capacità parassitaria, spesso chiamata impedenza transitoria della linea di trasmissione.

Quando il segnale raggiunge l'estremità remota, la tensione dell'estremità remota aumenta alla tensione finale del segnale e la tensione non cambia. La capacità parassita esiste ancora, ma senza cambi di tensione, la capacità è equivalente a circuito aperto, che corrisponde al caso DC.

Pertanto, il percorso del segnale si comporta diversamente a breve termine che a lungo termine, e nel breve periodo iniziale, il comportamento è la linea di trasmissione. Anche se l'estremità più lontana della linea di trasmissione è aperta, la sezione anteriore della linea di trasmissione si comporterà come una resistenza finita durante il salto del segnale.

Espansione della conoscenza: impedenza della linea di trasmissione

Per chiarire alcuni concetti, vediamo spesso impedenza, impedenza caratteristica, impedenza istantanea, rigorosamente parlando, sono diversi, ma tutti uguali, sono ancora la definizione di base di impedenza:

L'impedenza di ingresso dell'inizio della linea di trasmissione è definita impedenza; L'impedenza istantanea che il segnale incontra in qualsiasi momento è chiamata impedenza istantanea. Se la linea di trasmissione ha un'impedenza istantanea costante, è chiamata impedenza caratteristica della linea di trasmissione. L'impedenza caratteristica descrive l'impedenza transitoria di un segnale mentre viaggia lungo una linea di trasmissione, che è un fattore importante che influenza l'integrità del segnale in un circuito di linea di trasmissione.

Salvo diversa indicazione, l'impedenza caratteristica è generalmente indicata come impedenza della linea di trasmissione.