01、/ 信號(hào)在空氣中的傳播速度?/
電信號(hào)(電磁波,電磁場(chǎng))在空氣中的傳播速度等于光速,即3*10^8 m/s = 186 280 mile/s = 12 inch/ns;電磁波在其他物質(zhì)中的傳播速度等于光速除以該物質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)(dielectric constant)的平方根,即
02、/ 信號(hào)傳輸延遲時(shí)間?/
常用的PCB板材FR4的相對(duì)介電常數(shù)約為4,因而電信號(hào)在FR4基材中的傳輸速度為常量,如下:
那么,每單位長(zhǎng)度的傳輸延時(shí)為
所以,電信號(hào)傳輸延遲時(shí)間就是傳輸線長(zhǎng)度除以傳輸速度,即
上式表明,傳輸延時(shí)由傳輸線長(zhǎng)度決定,二者成正比關(guān)系(因電信號(hào)在PCB中的傳輸速度為常量),這其實(shí)類似駕車從A點(diǎn)到B點(diǎn)。
03、/?PCB走線等長(zhǎng)控制實(shí)例?/
以 3G-SDI 信號(hào)為例,名稱來源于其信號(hào)在阻抗為 75 OHM 的同軸線纜上的串行傳輸速率為 2.97Gbit/s,即(時(shí)鐘頻率148.5 MHz) * (BT1120的20bit并行數(shù)據(jù));可參考GENNUM SDI Transmitters(Serializers) GS2972,即是將 20bit 的 BT1120 并行數(shù)據(jù)串化為單根的 SDI 信號(hào)的器件。
時(shí)鐘頻率 148.5 MHz 對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘周期為 1 / 148.5 MHz = 6.734 ns;
若數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后,留給時(shí)鐘的采樣時(shí)間占整個(gè)周期的1/10,則對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)間可約為0.6 ns = 600 ps;
換算成線長(zhǎng)為( 6 mil/ps )* ( 600 ps ) = 3600 mil;
所以理論上,在 3G-SDI 信號(hào)傳輸系統(tǒng)中,BT1120 的 1bit 時(shí)鐘線和 20bit 數(shù)據(jù)線的等長(zhǎng)誤差控制在 3600mil 內(nèi),是可以保證數(shù)據(jù)采樣正確的。在實(shí)際PCB設(shè)計(jì)中,條件允許的情況下,一般可將等長(zhǎng)誤差控制在500mil 內(nèi)。