傳輸線有兩個非常重要的特征:特征阻抗和時延??梢岳眠@兩個特征來預測和描述信號與傳輸線的大多數相互行為。
特征阻抗描述了信號沿傳輸線傳播時所受到的瞬態(tài)阻抗,它是傳輸線的固有屬性,僅和傳輸線的單位長度上的分布電感L、分布電容C、材料特性和介電常數有關,與傳輸線長度無關。寬度變化的導線沒有固定的特征阻抗,只有導線的幾何結構和材料特性保持不變,那么傳輸線的特征阻抗就是恒定的。
傳輸線的特征阻抗為
在傳輸線理論書籍中,更完整的特征阻抗表達方式為
式中,R,G分別為阻抗和導納;ω為信號角頻率。因為R和G都比其他項要小得多,通常特征阻抗近似為式(3-2)即可,僅在甚高頻或線路有極大損耗時,阻抗R和導納G分量才變得重要。
另外,有損線還可導出更復雜的特征阻抗,其中含有虛部分量。不過在工程設計中,只考慮特征阻抗的幅值。直接給出在PCB中常見的微帶線和對稱帶狀線的近似計算公式,如圖所示。
圖 A為微帶線、B為對稱帶狀線
時延的概念比較容易理解,即信號傳輸經過整個線長所用的時間總量,在時序分析里將詳細介紹傳播速度和時間有關的知識,這里直接給出時延的計算公式:
其中,td表示時延;ι表示傳輸線長度;υ表示信號的傳輸速度。
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