Mennyi ideig van a PCB nyomvonala az átviteli vonalon?

Az átviteli vonal definíciója egy jelvisszaadással rendelkező jelvonal (két, bizonyos hosszúságú vezetékből áll, az egyik a jelterjedési útvonal, a másik pedig a jel visszatérési útvonala). A leggyakoribb átviteli vonal a PCB-kártyánkon lévő nyom. Mik azok az átviteli vonalak? Amint az az alábbi ábrán látható, csavart párkábel, koaxiális kábel és így tovább.

Szóval mennyi ideig tart a PCB nyoma az átviteli vezeték?

Ez a jel terjedési sebességéhez kapcsolódik. Az FR4 lap rézhuzalának jelsebessége 6in/ns. Egyszerűen fogalmazva, mindaddig, amíg a jel oda-vissza ideje a nyomvonalon nagyobb, mint a jel emelkedési ideje, a NYÁK-on lévő nyomokat átviteli vonalként kell feldolgozni.

Lássuk, mi történik, ha a jel hosszú nyomokban terjed. Tegyük fel, hogy van egy 60 hüvelykes NYÁK-nyom, amint az az ábrán látható, a visszatérési útvonal a NYÁK belső rétegének földi síkja a jelvonal közelében, és a jelvonal és a földi sík nyitva van a túlsó végén.

A jel előre terjed ezen a nyomon, és 10ns-re van szükség ahhoz, hogy a nyom végére továbbítson, és további 10n-re van szükség ahhoz, hogy visszatérjen a forráshoz, így a teljes oda-vissza út idő 20ns. Ha a fenti jel oda-vissza útvonalát szokásos áramhuroknak tekintik, akkor a visszatérési útvonalon nem lehet áram, mert a túlsó végén nyitva van. De a tényleges helyzet nem így van, az első időszakban aktuális, miután a visszatérési útvonal a jelen van.

Adjon hozzá egy jelet 1 ns emelkedési idővel ehhez a nyomhoz. Az első 1 ns-ben a jel csak 6 hüvelyket utazott a vonalon. Nem tudom, hogy a túlsó vég nyitott vagy rövid. Akkor mekkora az impedancia a jel által? meghatároz? Ha a jel oda-vissza útját közönséges áramhuroknak tekintik, ellentmondások lesznek, ezért azt átviteli vonalként kell kezelni.

Valójában parazita kapacitás van a jelvonal és a visszatérő földi sík között, amint azt az alábbi ábra mutatja. Amikor a jel előre terjed, az A pont feszültsége nem változik folyamatosan. A parazita kapacitás esetében a változó feszültség azt jelenti, hogy áram keletkezik, és az irányt az ábrán lévő pontozott vonal mutatja. Ezért a jel által érzékelt impedancia a kapacitás által mutatott impedancia, és a parazita kapacitás alkotja a jelenlegi visszatérés útját. A jel impedanciát fog érezni minden olyan ponton, amelyen keresztül előre terjed. Ezt az impedanciát a parazita kapacitásra változó feszültség alkalmazása okozza, amelyet általában az átviteli vezeték tranziens impedanciájának neveznek.

Amikor a jel eléri a túlsó végét, és a túlsó végén lévő feszültség a jel végső feszültségére emelkedik, a feszültség már nem változik. Bár a parazita kapacitás még mindig létezik, nincs feszültségváltozás, és a kapacitás egyenértékű egy nyitott áramkörrel, amely megfelel az egyenáramú helyzetnek.

Ezért ennek a jelútnak a rövid távú teljesítménye eltér a hosszú távú teljesítménytől. Rövid ideig a teljesítmény az átviteli vonal. Még akkor is, ha az átviteli vezeték távoli vége nyitva van, a jelátmeneti időszak alatt a távvezeték elülső részének teljesítménye olyan lesz, mint egy korlátozott ellenállású ellenállás.