Hvor lenge skal sporet på PCB være overføringslinjen?

Definisjonen av en overføringslinje er en signallinje med signalretur (sammensatt av to ledninger av en bestemt lengde, den ene er signaloverføringsbanen, og den andre er signalreturbanen). Den vanligste overføringslinjen er sporet på PCB-kortet vårt. Hva er overføringslinjene? Som vist på figuren nedenfor, vridd parkabel, koaksialkabel og så videre.

Så hvor lenge skal sporet på PCB være overføringslinjen?

Dette er relatert til signalets forplantningshastighet. Signalhastigheten i kobbertråden på FR4-arket er 6in/ns. Enkelt sagt, så lenge tur-retur-tiden til signalet på sporet er større enn signalets økningstid, bør sporet på PCB behandles som en overføringslinje.

La oss se hva som skjer når signalet forplanter seg over et langt spor. Anta at det er en 60-tommers PCB-sporing, som vist på figuren, er returbanen grunnplanet til det indre laget av PCB nær signallinjen, og signallinjen og bakkeplanet er åpne i den andre enden.

Signalet forplanter seg fremover på dette sporet, og det tar 10ns å overføre til slutten av sporet, og ytterligere 10ns å gå tilbake til kilden, så den totale tur-retur-tiden er 20ns. Hvis signalløypen ovenfor anses som en vanlig strømsløyfe, bør det ikke være noen strøm i returbanen, fordi den er åpen i den andre enden. Men den faktiske situasjonen er ikke tilfelle, det er nåværende for første periode etter at returbanen er på signalet.

Legg til et signal med en økningstid på 1 ns til denne sporingen. I de første 1 ns har signalet bare reist 6 tommer på linjen. Jeg vet ikke om den andre enden er åpen eller kort. Så hvor stor føles impedansen av signalet? bestemme? Hvis signalrundebanen anses som en vanlig strømsløyfe, vil det være motsetninger, så den må håndteres som en overføringslinje.

Faktisk er det en parasittisk kapasitans mellom signallinjen og returplanet, som vist i figuren nedenfor. Når signalet forplanter seg fremover, endres ikke spenningen på punkt A kontinuerlig. For den parasittiske kapasitansen betyr den skiftende spenningen at en strøm genereres, og retningen vises av den stiplede linjen i figuren. Derfor er impedansen som signalet føler, impedansen som presenteres av kapasitansen, og den parasittiske kapasitansen utgjør banen til dagens retur. Signalet vil føle en impedans på hvert punkt som det forplanter seg fremover. Denne impedansen genereres ved bruk av en varierende spenning til den parasittiske kapasitansen, som vanligvis kalles den forbigående impedansen til overføringslinjen.

Når signalet når den andre enden og spenningen i den andre enden stiger til signalets endelige spenning, endres ikke spenningen lenger. Selv om den parasittiske kapasitansen fortsatt eksisterer, er det ingen spenningsendring, og kapasitansen tilsvarer en åpen krets, som tilsvarer DC-situasjonen.

Derfor er den kortsiktige ytelsen til denne signalbanen forskjellig fra den langsiktige ytelsen. I en kort periode er ytelsen overføringslinjen. Selv om den eksterne enden av overføringslinjen er åpen, vil ytelsen til den fremre delen av overføringslinjen i løpet av signalovergangsperioden være som en motstand med begrenset motstand.