Salah satu alat yang digunakan dalam analisis integriti isyarat adalah pemodelan. Kita akan gunakan alat analisis ini di sini untuk pertama-tama membina model untuk garis penghantaran PCB, dan kemudian analisis karakteristik perilaku berbeza.
Model tertib-sifar bagi garis penghantaran PCB adalah model paling mudah dan paling memahami. Ia terdiri dari baris kondensator miniatur secara selari, dan nilai sama dengan kondensasi per unit panjang garis penghantaran PCB.
Berikut menggambarkan bagaimana menggunakan model tertib-sifar bagi garis penghantaran PCB untuk menganalisis ciri-ciri tekanan-semasa (V-I) dan impedance sementara garis penghantaran PCB.
Anggap panjang unit ialah â³X, dan saiz setiap kondensator miniatur ialah produk kondensasi per unit panjang garis penghantaran PCB dan panjang unit:
C=Co*â³X (3-5)
Semasa I ditentukan oleh kuasa Q yang disuntik ke setiap kondensator. Kuasa Q yang disuntik ke dalam kondensator sama dengan kondensator C darab dengan tenaga V di seluruhnya. Selang masa untuk kuasa yang disuntik ke dalam setiap mikrokondensator ialah â³t, yang sama dengan panjang unit â³X dibahagi dengan kelajuan penyebaran isyarat Ï. Semasa saya boleh diungkapkan dengan formula berikut:
Ia boleh dilihat bahawa arus pada wayar hanya berkaitan dengan kapasitasi per unit panjang, kelajuan penyebaran isyarat dan tekanan. Karakteristik semasa-tegangan (V-I) garis penghantaran PCB: semasa segera pada mana-mana = pada garis penghantaran PCB adalah proporsional dengan tegangan.
Selepas mendapat semasa garis penghantaran PCB, impedance sementara isyarat boleh dihimpunkan, menurut undang-undang Ohm â™™s
Dalam pengiraan sebenar, kelajuan cahaya dalam bahan diambil ke dalam formula di atas untuk mendapatkan
Ia boleh dilihat dari formula di atas bahawa impedance sementara garis penghantaran PCB hanya ditentukan oleh kawasan salib bagi garis penghantaran PCB dan ciri-ciri bahan, iaitu, konstan dielektrik, dan unit adalah Ω.
Contoh: Jika konstan dielektrik adalah 9, kapasitasi per unit panjang adalah 4.98 pF/in, maka impedance sementara garis penghantaran PCB adalah
Jika dua parameter karakteristik atas garis penghantaran PCB tetap tidak berubah, tidak kira bagaimana panjang garis penghantaran PCB berubah, pengendalian sementara sentiasa nilai tertentu.
Model tertib-sifar menggambarkan garis penghantaran PCB sebagai siri kondensator miniatur terpisah dengan jarak tertentu. Ini hanya model fizik bagi garis penghantaran PCB. Untuk mendapatkan model elektrik yang sama, model tertib pertama garis penghantaran PCB dikenalpasti berikutnya.
Model tertib pertama berdasarkan model tertib sifar. Setiap seksyen kecil dari dua wayar garis penghantaran PCB diganti oleh induktor, dan setiap dua mikrokondensator paralel disambung oleh induktor untuk membentuk mikrosegmen.
Idea asas bagi teori analisis garis penghantaran PCB klasik ialah: parameter sirkuit garis penghantaran PCB seragam dibahagikan secara bersamaan pada garis penghantaran PCB, jadi tekanan pada garis penghantaran PCB bukan hanya fungsi masa t, tetapi juga fungsi koordinat ruang x, iaitu, pada jarak pada permulaan x, - segmen mikro dengan panjang lengkung digunakan untuk belajar. Apabila dx cukup kecil, distribusi parameter sirkuit pada segmen ini boleh diabaikan, dan sirkuit parameter lumped boleh digunakan sebagai penggantian yang sama. Dengan cara ini, seluruh garis penghantaran PCB seragam boleh dianggap sebagai satu siri segmen mikro seperti ini adalah kaskade. Kerana ia melibatkan persamaan perbezaan, dari sudut pandang praktik, ia tidak akan diperkenalkan di sini. Pembaca boleh rujuk kepada literatur teori garis penghantaran PCB yang relevan.
Untuk mempermudahkan analisis model tertib pertama, ia dianggap bahawa kapasitas dan induktan adalah sangat kecil; bilangan seksyen litar LC cenderung menjadi tak terbatas; kapasitasi panjang unit Co dan induktansi panjang unit Lo adalah konstan; panjang total garis penghantaran PCB ialah ι; maka keseluruhan kapasitas dan induktan secara hormat
C=Co*ι (3-11)
L=Lo*ι (3-12)
Derivat kapasitasi per unit panjang dan induktansi per unit panjang dari impedance karakteristik Zo dan halaju v sebagai berikut
Lembatan dan keterlaluan karakteristik bagi garis penghantaran PCB menghasilkan keseluruhan kapasitas dan keseluruhan indutan seperti berikut
Ia boleh diketahui dari teori rangkaian bahawa apabila isyarat dihantar sepanjang rangkaian, ia mengalami impedance sementara konstan pada setiap nod, dan akan ada lambat masa tertentu bagi isyarat dari rangkaian input ke rangkaian output. Persamaan (3-13) dan (3-14) boleh menyokong kesimpulan ini.
Untuk menghindari teori yang rumit dan derivasi persamaan perbezaan, beberapa formula pengiraan praktik untuk model tertib pertama diberikan bagi pembaca untuk rujuk pada masa depan.
Hubungan yang disebut di atas berlaku untuk semua garis penghantaran PCB dan tidak ada hubungannya dengan geometri mereka. Jika anda tahu dua daripada mereka, anda boleh mencari semua parameter yang lain, yang sangat selesa dan praktik.