PCB板阻抗计算及信号传输延时计算

haidaowang

8 s' ]7 V4 g  ?7 a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

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；

i）、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；
1 F5 K) B. ~* i- `' P
; J$ l2 j/ X1 \) d' ~ii）、核心公式为：“Tr<1/4*Td”；
% @7 M; v4 ^+ j0 z3 W  Y3 ^
8 Z3 @2 ^3 b4 O- viii）、含义为：“上升沿时间”小于“传输延时”的1/4；
- m6 v, P, U- M5 q+ x5 _
: K1 r) e, ?( W& Ziv）、参考截图如下所示：


# L! H% E/ Y& C4 \' F
5 i% }. k- k7 w4 u) ^9 y
3 [9 Q2 R7 I6 s1 X8 Q7 r" I要点：其也可化为“波长关系”，即：“4*λd<λr”；
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; K3 ~2 O- ^5 C/ _4 i; _2 q/ X2、速度-电信号传播速度
* k. d$ ^- f& s6 b$ Z+ g0 Y
4 X5 T% z: ]( O+ P  [8 \: X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：
& W4 z. Z. r- G1 p* e
. `) }# Y/ O) G8 n# v! z, }i）、“光速c”：为“常数”，记住关系式“c=11800mil/ns”，具体如下：

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；

0 [: g9 i* G& a, ?- {ii）、“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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4 k6 D2 E. u) r7 B- D; i数值公式（3项式）：v=c*(Er^0.5)=(1.18*10^4)**(Er^0.5)；
* U" y& X2 ?) n" r
iii）、“实例”：对“FR-4”材料，其“相对介电常数Er=4.0”，
' k" g6 ~) b9 c9 D) \
此时：传播速度v=(1.18*10^4)**(4^0.5)=5900mil/ns=5.9*10^3mil/ns；
& G* i: P9 t7 A2 h5 l0 d1 _' L
7 |9 |2 g; B0 ?, f% j3 t9 V最后，具体截图如下所示：
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7 c" ^+ b0 Y7 m; |' v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；

  u5 K) ]' ~4 N+ H0 j5 K譬如上图中所示：“FR-4”的材料，其“Er=4.0”；

3、高速信号简介
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8 w" W7 g1 Y" W8 @) t/ K+ f对“高速信号简介”如下图所示：

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