Cadence Skill 论坛

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 8283|回复: 2

信号传播速度与介质之间的关系

[复制链接]
发表于 2013-11-14 22:32:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 心间 于 2013-11-14 22:32 编辑

       导线和印刷电路走线中电信号的传播速度取决于其周围的介质。传播延迟的大小以皮秒/英寸(ps/in)为单位。传播速度单位为英寸/皮秒(in/ps)是传播延迟的倒数。

      导线的传播延迟与其周围介质的介电场数的平方根成比例增加。即介电场数越大,传播延迟也越大,信号传播速度越慢。为了提升信号的传播速度,同轴电缆的制造商经常在线缆内使用泡沫或肋状结构的绝缘材料,以减小实际的介电常数,从而降低传播延迟,同时减小介电损耗。下面列出了常见的介质的介电常数:

介质 延迟(ps/in) 介电常数
空气(无线电波) 85 1.0
同轴电缆(75%速度) 113 1.8
同轴电缆(66%速度) 129 2.3
FR-4 PCB(表层微带线) 140~180 2.8~4.5
FR-4 PCB(内层带状线) 180 4.5
氧化铝PCB(内层带状线) 240~270 8~10

      印制板走线的单位延迟(每英寸)取决于印制板基板材料的介电常数和走线的几何结构。常用的印制板材料是FR4,在低频时的介电常数大约为4.7±20%,而在高频时劣化到4.5.对于传播延迟的计算,应使用高频时的数值4.5。

      走线的几何结构决定了其电场是驻留于电路板内还是进入到空气中。当电场停留在电路板中时,实际的介电常数增大,因而信号传播较慢。当一个电路走线的环绕电场被封闭在电路板内两个地平面之间时,其环绕电场完全驻留在电路板中。对于典型的FR4印制板材料,形成的实际介电常数为4.5 。当电路走线位于印制板电路板的外表层时(外层微带走线),它的电场分布于走线的一侧空气及另外一侧的FR4基板材料中,形成的介电常数介于1~4.5之间。电路板外层走线总是比内层走线传输得快。

      作为一种陶瓷材料,氧化铝用来制作非常密集的电路板(多达50层)。它的优势在于热膨胀系数低且易于加工成非常薄的板层,但制造成本非常昂贵。微波工程师更看中氧化铝电路低传播速度的特点(延时较长),因此这样可以缩小谐振结构的尺寸。

相关帖子

发表于 2013-11-30 14:50:35 | 显示全部楼层
支持一下
发表于 2015-7-26 23:26:11 | 显示全部楼层
支持一下,感谢分享
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

Archiver|手机版|网站地图|Cadence Skill 论坛 ( 蜀ICP备13024417号 )

GMT+8, 2024-3-28 17:10 , Processed in 0.159483 second(s), 19 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表