PCB中布線的傳播延時公式

1、傳播延時(tPD)是信號從一個點傳播到另一個點所需要的時間。傳輸線傳播延時是材料相對介電常數(shù)的函數(shù)。微帶布局傳播延時您可以使用公式5來計算微帶線布局傳播延時。公式5:帶狀線布局傳播延時您可以使用公式6來計算帶狀線布局傳播延時。公式6:圖9顯示了微帶線和帶狀線傳播延時與相對介電常數(shù)的關(guān)系。隨著£r的增大，傳播延時(tPD)也在增大。圖9.微帶線和帶狀線傳播延時和相對介電常數(shù)的關(guān)系F=0.5/TrTr是信號的上升時間，一般指信號從10%上升到90%或從20%上升到80%的時間,是否高頻電路取決于信號上升/下降沿，而不是時鐘頻率。F2=1/(Trx力100M或者系統(tǒng)時鐘50M或者采用了上升

2、/下降時間小于5ns的器件或者是數(shù)?；旌想娐范紤锤哳l電路設計。另外還有一個以前別人問沒答對的:PCB板每單位英寸走線帶來的延時Tpd可按0.167ns估算，即約15.2cm帶來1ns延時。Tr>4Tpd才能保證信號落在安全區(qū)。和文檔給出這個數(shù)據(jù)時沒有討論分布參數(shù)，介質(zhì)及其它任何參數(shù)，是有問題。這個只限于以后面試或筆試時的回答參考，另外水母精華區(qū)也有“30cmt來2ns時延”的說法。PS:抄一個估算的方法做參考，大家討論一下正確性：微帶線線寬10mil,覆銅厚度1mil,板間距30mil,介質(zhì)e取5(FR4好像是4.5左右吧)Tpd=1.017xPower(0.456件0.67),0.5

3、)ns/ft=1.747ns/ft我忽然發(fā)現(xiàn)原來大家實際上就是在計算微帶線相關(guān)的一些參數(shù)兩個常被參考的特性阻抗公式：a.微帶線(microstrip)Z=87/sqrt(Er+1.41)ln5.98H/(0.8W+T)其中，W為線寬，T為走線的銅皮厚度，H為走線到參考平面的距離，Er是PCB板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectricconstant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情況才能應用。b.帶狀線(stripline)Z=60/sqrt(Er)ln4H/0.67兀(T+0.8W),H為兩參考平面的距離，并且走線位于兩參考平面的中間。此公

4、式必須在W/H<0.35及T/H<0.25的情況才能應用。通常認為如果數(shù)字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHz50MHz,而且工作在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3),就稱為高速電路。實際上，信號邊沿的諧波頻率比信號本身的頻率高，是信號快速變化的上升沿與下降沿(或稱信號的跳變)引發(fā)了信號傳輸?shù)姆穷A期結(jié)果。因此，通常約定如果線傳播延時大于1/2數(shù)字信號驅(qū)動端的上升時間，則認為此類信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線效應。信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間，如上升或下降時間。信號從驅(qū)動端到接收端經(jīng)過一段固定的時間，如果傳輸時間小于1/2的上升或下降時間，那么來自接

5、收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅(qū)動端。反之，反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅(qū)動端。如果反射信號很強，疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態(tài)。上面我們定義了傳輸線效應發(fā)生的前提條件，但是如何得知線延時是否大于1/2驅(qū)動端的信號上升時間？一般地，信號上升時間的典型值可通過器件手冊給出，而信號的傳播時間在PCB設計中由實際布線長度決定。下圖為信號上升時間和允許的布線長度（延時）的對應關(guān)系。PCB板上每單位英寸的延時為0.167ns.。但是，如果過孔多，器件管腳多，網(wǎng)線上設置的約束多，延時將增大。通常高速邏輯器件的信號上升時間大約為0.2ns。如果板上有GaAs芯片，則最大布線長度為7.62mm。設Tr為信號上升時間，Tpd為信號線傳播延時。如果TrA4Tpd信號落在安全區(qū)域。如果2Tpd>Tr>4Tpd信號落在不確定區(qū)域。如果Tr<2Tp（d信號落在問題區(qū)域。對于落在不確定區(qū)域及問題區(qū)域的信號，應該使用高速布線方法。參考以上的介紹，我試驗者計算了布線的要求和等長的計算，大概可以得到線長的差距誤差為600mil以內(nèi)。2410