Высокоскоростные печатные платы. Примеры применения правил сохранения целостности электрических сигналов и электропитания - страница 3
Скорость распространения электромагнитной волны в полосковой линии передачи
Скорость распространения электромагнитной волны в линии передачи определяется типом линии и электрической проницаемостью диэлектрика.
В полосковой линии передачи сигнальный проводник полностью находится внутри диэлектрика. Скорость распространения электромагнитной волны может быть определена из выражения.
V = c/SQR (ɛμ)
,где SQR – символьное обозначение корня квадратного, μ – магнитная проницаемость (при отсутствии магнитного поля может быть принята равной единице), ɛ – электрическая проницаемость диэлектрика (принята равной четырем для упрощения вычислений), с – скорость света (равна 3х10>8 м/с).
Для полосковой линии передачи значение скорости распространения волны при указанных параметрах равно половине значения скорости света
V>полос. л.п. = 1,5х10>8 м/с
Скорость распространения электромагнитной волны в микрополосковой линии передачи
В микрополосковой линии передачи с одной стороны от сигнального проводника расположен диэлектрик FR-4. С другой стороны диэлектрик отсутствует. Расчет скорости распространения электромагнитной волны может быть затруднен, поскольку точно определить «усредненное» значение электрической проницаемости невозможно без выполнения сложных математических вычислений.
Типовое значение скорости распространения, применяемое для расчетов, может быть принято равным от
1,6х10>8 м/с до 1,8х10>8 м/с.
Более точное значение можно определить по параметрам, полученным в среде моделирования/анализа HyperLynx.
Рис. 8 Краткий набор характеристик сегмента однородной микрополосковой линии передачи
Используя набор характеристик сегмента прямой однородной линии передачи, разделим длину линии передачи L = 10 см на время распространения сигнала tраспр. = 604 пс. Получим значение скорости распространения волны, равное
V>микрополос. л.п. = L/tраспр. = 1,66х10>8 м/с
Частота среза амплитудно-частотной характеристики линии передачи или верхнее значение полосы пропускания линии без учета влияния параметров источника и приемника сигнала
Омическое или погонное сопротивление сигнального проводника линии передачи R = 0,3 Ом и значение емкости C = 12 пФ, образованной между сигнальным проводником и опорным слоем с учетом электрической проницаемости диэлектрика между ними, позволяют рассчитать предельно допустимую частоту среза RC фильтра нижних частот (ФНЧ).