Dấu vết trên PCB là đường truyền trong bao lâu?

Định nghĩa của đường truyền là một đường tín hiệu với sự trở lại tín hiệu (bao gồm hai dây có chiều dài nhất định, một là đường truyền tín hiệu và hai là đường dẫn trả lại tín hiệu). Đường truyền phổ biến nhất là dấu vết trên bảng PCB của chúng tôi. Đường truyền là gì? Như trong hình dưới đây, cáp cặp xoắn, cáp đồng trục và như vậy.

Vậy dấu vết trên PCB là đường truyền trong bao lâu?

Điều này liên quan đến tốc độ lan truyền của tín hiệu. Tốc độ tín hiệu trong dây đồng trên tấm FR4 là 6in / ns. Nói một cách đơn giản, miễn là thời gian khứ hồi của tín hiệu trên dấu vết lớn hơn thời gian tăng của tín hiệu, dấu vết trên PCB nên được xử lý như một đường truyền.

Hãy xem điều gì sẽ xảy ra khi tín hiệu lan truyền qua một dấu vết dài. Giả sử có một dấu vết PCB 60 inch, như được hiển thị trong hình, đường trở về là mặt phẳng mặt đất của lớp bên trong của PCB gần đường tín hiệu, và đường tín hiệu và mặt phẳng mặt đất được mở ở cuối xa.

Tín hiệu lan truyền về phía trước trên dấu vết này, và phải mất 10ns để truyền đến cuối dấu vết, và 10ns khác để trở về nguồn, vì vậy tổng thời gian khứ hồi là 20ns. Nếu đường đi khứ hồi tín hiệu trên được coi là một vòng lặp dòng điện thông thường, không nên có dòng điện trong đường trở về, bởi vì nó mở ở cuối xa. Nhưng tình hình thực tế không phải là trường hợp, có dòng điện trong khoảng thời gian đầu tiên sau khi đường trở lại là trên tín hiệu.

Thêm tín hiệu với thời gian tăng 1 ns vào dấu vết này. Trong 1 ns đầu tiên, tín hiệu chỉ di chuyển 6 inch trên đường dây. Tôi không biết kết thúc xa là mở hay ngắn. Vậy thì trở kháng được cảm nhận bởi tín hiệu lớn đến mức nào? xác định? Nếu đường dẫn khứ hồi tín hiệu được coi là một vòng lặp dòng điện thông thường, sẽ có mâu thuẫn, vì vậy nó phải được xử lý như một đường truyền.

Trên thực tế, có một điện dung ký sinh giữa đường tín hiệu và mặt phẳng mặt đất trở về, như được hiển thị trong hình dưới đây. Khi tín hiệu lan truyền về phía trước, điện áp tại điểm A không thay đổi liên tục. Đối với điện dung ký sinh, điện áp thay đổi có nghĩa là một dòng điện được tạo ra và hướng được hiển thị bởi đường chấm chấm trong hình. Do đó, trở kháng được cảm nhận bởi tín hiệu là trở kháng được trình bày bởi điện dung, và điện dung ký sinh tạo thành con đường của sự trở lại hiện tại. Tín hiệu sẽ cảm thấy một trở ngại tại mọi điểm mà qua đó nó lan truyền về phía trước. Trở kháng này được tạo ra bởi việc áp dụng một điện áp khác nhau cho điện dung ký sinh, thường được gọi là trở kháng thoáng qua của đường truyền.

Khi tín hiệu đến đầu xa và điện áp ở đầu xa tăng lên đến điện áp cuối cùng của tín hiệu, điện áp không còn thay đổi. Mặc dù điện dung ký sinh vẫn tồn tại, không có sự thay đổi điện áp và điện dung tương đương với một mạch mở, tương ứng với tình huống DC.

Do đó, hiệu suất ngắn hạn của đường tín hiệu này khác với hiệu suất dài hạn. Trong một khoảng thời gian ngắn, hiệu suất là đường truyền. Ngay cả khi đầu từ xa của đường truyền được mở, trong giai đoạn chuyển tiếp tín hiệu, hiệu suất của phần phía trước của đường truyền sẽ giống như một điện trở với sức đề kháng hạn chế.