和理論對著幹?高速印(yìn)製電路板PCB線寬不同居然會影響走線延時
發布時間:2026-08-03 14:09:26
高(gāo)速先生成員--黃剛
考慮到我們高速先生(shēng)的粉絲還是有(yǒu)相當一部分不做很高速(sù)的產品,那今天就不講(jiǎng)高速信號了,甚至這篇文章可以說是和頻率沒關係,我們來講講一(yī)個很(hěn)簡單的(de)東東,那就是傳(chuán)輸線的延時。此言一出,大家會(huì)不會立馬大呼簡單(dān),傳輸線延時的公式是一個在SI領域非常入門級的公式(shì),無論是硬件工程師,PCB工程師,測試(shì)工程師估計都能脫口而出,就像(xiàng)下麵那樣了。

嗯,確實簡單,看起來影響傳輸線延時的唯一變量就是介電常數了。我就說嘛,怎麽可能會跟傳輸線的線寬有關係呢,隻要(yào)按材確定了,介電常數也是個定值了,從公式上說,傳輸線(xiàn)的延(yán)時不也就是個定值,跟線寬一點兒關係都不會有吧!
那沒關係,Chris最喜歡用(yòng)仿真數據來證明了。要不隨便疊個疊層試試看?我們同時來看看(kàn)表層走線和內層走線兩個最常規的走線形式,然後分別選取同樣100歐姆差分阻抗單位長度下不同線(xiàn)寬線距的走線組(zǔ)合來仿真下延(yán)時。疊層示意圖就是下麵那樣:

我們通過(guò)阻抗計算軟件,分別在(zài)表層和內層(céng)各給出三個不同的線寬組合,阻(zǔ)抗都是100歐姆,如下所示:
表層的(de)三組線寬線距組合:

三組帶狀線(xiàn)的組合如下:
好,表(biǎo)層和內層各(gè)三組都按照100歐姆控製,線寬不同的組合都到位了。那Chris就和你們一起驗證下(xià)。要不首先還是(shì)看內層的三組吧,因為畢竟還是有不少朋(péng)友堅定的相信線寬不會影響延時的哈!驗證的方法也很簡單,就是在傳輸線的開始端發送一(yī)個上升(shēng)沿信號,來對比下(xià)三組case在接收端的延時是否有差(chà)異就行了。

事不宜遲,我們趕緊來(lái)看看內層的三種組合在上升沿達到接收端的對比結果:

我說什麽來這,我就說線寬對延時沒影響的,你看(kàn)上麵(miàn)的結果不(bú)就是沒差異嘛!

的確哈,從內(nèi)層走線的對比(bǐ)結果看(kàn),不同線寬貌似還真(zhēn)的沒啥影響哦。不僅是從上麵的時域(yù)上升沿信號的方式去看,還是從下圖(tú)頻域的群延時去看,的確基本上沒差異。散啦散啦,這篇文章真沒意思(sī)。

別急著走啊(ā),要不看完表層的三個組(zǔ)合(hé)再走不遲嘛。那還是一樣的做法,Chris分別給(gěi)三組表層不同線寬的傳輸線組合發送上升沿(yán)信號,同樣來看看接收端的延時差異,如下所(suǒ)示:
咦,不對!好像(xiàng)有差異了啊,三種不同的(de)表層線寬case的延時(shí)居然是有差異的,而(ér)且還不小啊!從130ps到138ps到145ps,單(dān)位inch長度能各自差出7到8ps,真不小啊!而且從頻域的群延時也是能看到(dào)相同的結論,如下所示:

這是怎麽回事?難道線寬真的會影響傳輸線的延時,那為(wéi)什麽感覺表層影響到了,但是內層(céng)又沒有影響了,那到底有沒有影響啊?這一切一切的疑問,Chris都隻想留給大(dà)家來(lái)回答了哈……

問題:為什(shí)麽(me)線寬不同對內層走線延時沒影響,卻(què)對表層走線延時有影響呢,究竟到底背後是(shì)怎麽樣的原理?
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