信号在PCB板上的传输速度
时间:09-26 10:01 阅读:12003次
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简介：我们在设计pcb板的时候经常会考虑信号线等长，如果等长做的不好，各个信号之间就会有延时，可能会造成数据采样错误等问题。那么PCB上的延时应该怎么计算？我们经常听到的PCB表层走线比PCB内层走线的速度快为什么？
我们在设计pcb板的时候经常会考虑信号线等长，如果等长做的不好，各个信号之间就会有延时，可能会造成数据采样错误等问题。那么PCB上的延时应该怎么计算？我们经常听到的PCB表层走线比PCB内层走线的速度快为什么？
首先要明确的一个问题是PCB上信号速度不是电子的运动速度。信号在PCB信号线里是以电波的形式向前传播。那么信号速度等于光速么？答案也是否定的。信号速度还与不同材料的介电常数相关。具体计算公式是 V=C/Er0.5 ，其中Er是信号线周围材料的相对介电常数。如果信号线暴露在空气中那么信号的传输速度就等于C，但是在PCB上，传输速度明显小于C。
举例，我们常见的PCB材料Fr4的介电常数在4.2-4.5左右，为了计算方便我们取4。带入公式可以算出，Fr4材料制作的PCB板上面信号的传输速度是光速的二分之一。光速大约等于12inch/ns,计算得出Fr4板上信号速度大约是6inch/ns。换算成延时，也就是166ps/inch。这就是我们经常说的PCB板上信号延时大约是166ps/inch。
为什么表层走线比内层走线速度快呢？显然，我们说的介电常数是信号线周围的介电常数。在PCB内层走线四周都是Fr4基材，介电常数比较一致。但是表层走线只有一半是基材的介电常数，另一半暴露在空气中（忽略绿油丝印等影响，在高速PCB上丝印影响不可忽略），介电常数是1。综合起来表层走线周围的介电常数要小于4，所以表层走线的信号速度要比内层走线快。大约延时在140ps/inch左右。
5.5ps/mm
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