电信号在PCB上的传播速度
来源:互联网 发布:布谷内衣 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 01:02
电信号在真空中的传播速度是光速,3 * 10^8 m/s or 11.8 inch/ns .在其他的介质中,如果相对介电系数是Er ,则传播速度为 11.8 * Er^0.5。例如,在水中,水的相对介电系数是80,所以,传播速度是真空中的1/9 ,即11.8 / 80^0.5在PCB中,FR4的相对介电系数约为4,所以,传播速度是真空中的一半,既11.8 / 4 ^0.5 = 5.9 inch/ns对于两个200M的sina wave号,如果trace的长度相差200mil,则信号从driver到达receiver的时间相差:200 / 5900 = 0.034ns;200M的信号每个周期的时间为5ns.所以,判断200mil的线长误差的依据在于这个0.034ns的时间差能否引起时序问题。
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时间的单位换算 1秒=1000毫秒(ms) 1毫秒=1/1,000秒(s) 1秒=1,000,000 微秒(μs) 1微秒=1/1,000,000秒(s) 1秒=1,000,000,000 纳秒(ns) 1纳秒=1/1,000,000,000秒(s) 1秒=1,000,000,000,000 皮秒(ps) 1皮秒=1/1,000,000,000,000秒(s)
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信号在pcb走线上传输需要一定的时间,普通FR4板材上传输时间约为每纳秒6英寸,当然表层走线和内层走线速度稍有差别。试验中发现的经验数据为,当信号在pcb走线上的时延高于信号上升沿的20%时,信号会产生明显的振铃。对于上升时间为1ns的方波信号来说,pcb走线长度为0.2*6=1.2inch以上时,信号就会有严重的振铃。所以临界长度就是1.2inch,大约3cm
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FR4板材信号速度为6in/ns:这样计算出来的Vp= V/sqrt(Er)Er是FR4的介电常数V是光速Vp是FR4的介电常数。
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