PCB板阻抗计算及信号传输延时计算

haidaowang

本次介绍“PCB板阻抗计算及信号传输延时计算-01-通用计算”，本章主要参考网络上的共享资料，感谢网友的无私奉献；
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1、定义-高速信号/低速信号
0 z9 m4 U  A  ?, C( M
对“高速信号”或“低速信号”并不同于“高频信号”、“中频信号”、“低频信号”，其定义暂时并没有完全一致的标准，暂时采用比较普遍的定义方式；

4 V/ [$ w  K; W$ X4 u) j/ li）、判别要点：“上升沿时间”与“传输延时”的等级关系，或是“50MHz以上信号”所占权重；

, B( L% U1 o5 ~7 l# _9 N' {/ ]ii）、核心公式为：“Tr<1/4*Td”；
9 B3 l, e, A5 f
. b9 S3 n& r2 Kiii）、含义为：“上升沿时间”小于“传输延时”的1/4；

9 g' o& a3 Q( jiv）、参考截图如下所示：
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8 T' p# N( I/ ~, o. i
/ Z% O; r- {9 l9 u' B8 g+ r7 V

要点：其也可化为“波长关系”，即：“4*λd<λr”；

2、速度-电信号传播速度
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  p# b- D& r" a6 Q/ _对“电信号传播速度”也有专门的计算公式，核心模型源自于“光速C”的计算，重要数据为：

i）、“光速c”：为“常数”，记住关系式“c=11800mil/ns”，具体如下：

: M! u6 D& Y0 a$ }# J. N$ [( l, S! w数值公式（5项式）：c=30万公里/秒=3*10^8m/s=3*10^10cm/s=11800mil/ns=1.18*10^4mil/ns；
  X8 D7 j. x& D) }$ j0 i
, A7 t' \3 a! d0 Vii）、“电信号传播速度v”：为“常数”，记住特例“FR-4”对应“5900mil/ns”，具体如下：
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6 O- ]3 Q1 T' ?数值公式（3项式）：v=c*(Er^0.5)=(1.18*10^4)**(Er^0.5)；

iii）、“实例”：对“FR-4”材料，其“相对介电常数Er=4.0”，
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8 d6 h0 g  J' C- c7 R9 k此时：传播速度v=(1.18*10^4)**(4^0.5)=5900mil/ns=5.9*10^3mil/ns；
- H/ K- U: _9 t4 h, I/ o
最后，具体截图如下所示：
* _7 J1 E: w- Q+ |, f) B

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" k8 x. N  J( S. D6 N
注意：此处引入了“相对介电常数Er”：表示为“相对真空环境”的“数值百分比”，对常用的PCB材料，也是有固定的“数值区间范围”，因此可作为“已知数”，进行计算；
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2 Y% p$ ^& u, K5 t$ V譬如上图中所示：“FR-4”的材料，其“Er=4.0”；

3、高速信号简介

3 E. h0 c$ @/ ^) @" D- O5 R1 T+ `对“高速信号简介”如下图所示：

" W4 j6 I- b; w7 [3 j- q! }$ x

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