电信号在PCB上的传播速度

2019-04-14 18:15发布

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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。 ---------------------------------------------------------------------   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) --------------------------------------------------------------------- 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   --------------------------------------------------------------------- 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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