1. Definizione della linea di trasmissione del segnale
(1) Secondo il principio dell'onda elettromagnetica, più breve è la lunghezza d'onda (Î), maggiore è la frequenza (f). Il prodotto dei due è la velocità della luce. Cioè, C = Î". F = 3 * 1010 cm / s
(2) Sebbene qualsiasi componente abbia un'alta frequenza di trasmissione del segnale, l'alta frequenza di trasmissione originale sarà ridotta o il tempo sarà ritardato dopo la trasmissione tramite cavo PCB.
Pertanto, più breve è la lunghezza del filo, meglio è.
(3) È vantaggioso aumentare la densità di cablaggio del PCB o accorciare la dimensione del cavo. Tuttavia, con l'accelerazione della frequenza dei componenti o l'accorciamento del periodo di impulso, la lunghezza del filo è vicina a una certa gamma di lunghezza d'onda del segnale (velocità). In questo momento, quando il componente viene trasmesso in cavo PCB, apparirà evidente "distorsione".
(4) 3.4.4 di ipc-2141 sottolinea che quando il segnale è trasmesso nel filo, se la lunghezza del filo è vicina a 1 / 7 della lunghezza d'onda del segnale, allora il filo è considerato come la linea di trasmissione del segnale.
(5) Ad esempio:
Se la frequenza di trasmissione del segnale (f) di un componente è 10MHz e la lunghezza del cavo sul PCB è 50cm, si dovrebbe considerare il controllo caratteristico dell'impedenza?
Soluzione: C = Î". F = 3 * 1010 cm / s
"C/fï¼"(3 * 1010 cm/s)/(1 * 107 /s)¼' 3000cm
Lunghezza del cavo / lunghezza d'onda del segnale = 50 / 3000 = 1 / 60
Perché: 1 / 60 "1 / 7", quindi questo conduttore è un conduttore comune, quindi l'impedenza caratteristica non deve essere considerata.
Nella teoria delle onde elettromagnetiche, la formula di Maxwell ci dice che la velocità di propagazione vs del segnale sinusoidale nel mezzo è direttamente proporzionale alla velocità della luce C, ma inversamente proporzionale alla costante dielettrica del mezzo di trasmissione.
VS ¼'C/Aεr
Quando ε r = 1, la trasmissione del segnale raggiunge la velocità di propagazione della luce, cioè 3 * 1010 cm / s.
Impedenza caratteristica PCB
2. Velocità di trasmissione e costante dielettrica
Velocità di trasmissione del segnale di diverse piastre a 30MHz
Velocità di trasmissione del segnale dielettrico costante (M / μ s) del materiale dielettrico TG (° C)
Vuoto / 1.0 300.00
PTFE / 2.202.26
Etere di polipropilene termoindurente 210 2.5189.74
Resina estere di cianato 225 3.0 173.21
Resina politetrafluoroetilene + panno di vetro E / 2.6186.25
Resina estere cianato + panno di vetro 225 3.7155.96
Poliimide + panno di vetro 230 4.5141.42
Quarzo / 3,9 151,98
Panno in vetro resina epossidica 130 ± 54.7138.38
Alluminio / 9.0 100.00
Si può vedere dalla tabella precedente che con l'aumento della costante dielettrica (ε R), la velocità di trasmissione del segnale in materiale dielettrico diminuisce. Per ottenere un'elevata velocità di trasmissione del segnale, è necessario adottare un alto valore di impedenza caratteristica; per l'impedenza caratteristica elevata, selezionare materiale a bassa costante dielettrica (ε R); e la costante dielettrica (ε R) di Teflon deve essere veloce.
Il piatto FR-4 è composto di resina epossidica e panno di vetro di grado E, e la sua costante dielettrica (ε R) è 4,7. La velocità di trasmissione del segnale è di 138m / μ s. La costante dielettrica (ε R) può essere facilmente modificata cambiando il sistema di resina.