一文浅析传输线的阻抗和传输延时
传输线是由介质和导线构成的。在pcb上，传输线通常分为微带线和带状线。如下图所示：
为了确保良好的信号完整性，需要保证传输线上每一点的阻抗是一致的。在传输线任何点的特性阻抗变化都会导致信号反射，这样就会造成噪声。
但是，在高速pcb中，存在着芯片封装、breakout区域、过孔、分支和其它组件寄生等因素都会导致阻抗失配。
在高速设计中，不受控制的阻抗会显著降低电压和时序裕量，以致电路恶化或者无法运行下去。咱们能做的事情是尽量减少阻抗不连续点。
有损传输线电路模型：
传输线的简单模型可以由rlc构成，如下图所示：
通常，把传输线分为有损传输线和无损传输线。显然，在pcb上存在的都是有损传输线。有损传输线可以假定其是由无限多阶rlc构成的一个多级电路。
串联电阻表示分布电阻，单位为每单位长度的欧姆 (ohm)。串联电感表示分布环路电感，单位为每单位长度的亨 (h)。
分隔两个导体的是介电材料，由每单位长度的电导 g 表示，单位为西门子 (s)。并联电容器以每单位长度的法拉 (f) 为单位表示两个导体之间的分布电容。
那么，特性阻抗可以通过以下公式计算：
其中：
z0是传输线的特性阻抗。
r0是传输线单位长度的串联电阻。
l0是传输线单位长度的环路电感。
g0是传输线单位长度的电导。
c0是传输线单位长度的电容。
无损传输线：
无损传输线与r0和g0无关，所以其阻抗公式为：
无损传输线虽然在实际的工程中不存在，但是也不能无视其存在。无损传输线在很多场合都是非常有意义的。
传播延时：
在高速电路中，我们经常用传输线延时与信号上升时间的大小来作对比，并以此来判断是否为高速信号。
从传输线a传递到b所使用的时间tpd就是传输线的延时。给定单位长度的电感和电容，信号的传播延时可以由以下等式确定：
其中：
tpd是以秒/单位长度为单位的传播延时。
l0是传输线每单位长度的环路电感。
c0是传输线每单位长度的电容。
信号以光速在自由空间中传播。所以当信号在导体中传递时，其与传输线介质的介电常数是有关系的。
当介质确定时，可以通过下列公式计算传输线的传播延迟：
其中：
dk是材料的介电常数。
c是自由空间中的光速 ≈ 3.0x8m/s。
真空的介电常数是1。空气的相对介电常数约为1。而pcb介质的介电常数通常都大于1，比如常说的fr4这类型的材料的介电常数约为4。所以空气是一种非常优良的介质。
由此，我们经常使用一个经验公式来计算信号在传输线中的延时或者每1ns在介质中传递的距离是多少。经验公式如下所示：
其中：
dkeff是介质的相对介电常数
len的单位是inch(每1ns所对应的长度)
在进行高速电路pcb设计时，经常看到的一个经验数字就是，在pcb上每1ns所对应的长度是6inch，指的就是当pcb使用材料的介电常数是4。
但是实际上，这还要区分是微带线、还是带状线，如果是微带线，其相对介电常数是大于1的。
单片机运行的必备条件_单片机的复位控制
投石科技智能集章卡装置
微软或将是大家2020年最值得期待的硬件公司
单片机的硬件特性,区分单片机8位和16位的方法
生物电子微流控平台，用于直流电刺激下受伤细胞群伤口愈合机制研究
一文浅析传输线的阻抗和传输延时
多相DC-DC转换器简介
用MAX2538和KSS IF滤波器构成的蜂窝CDMA混频器性能
易灵思FPGA做替代，到底有多难？
TD-LTE整合Wi-Fi基站爆商机 电信商圈地战开打
未来10年内光伏+储能将替代传统能源
相逢于海，幸甚至哉！唯样成功举办物联世界创新与应用研讨会！
Trompeter同轴电缆BNC插头能提供可靠连接
单芯光纤可以双向传输吗 光纤只能单向传输吗
面向设计师合作的“重塑·共生——OPPO主题设计师沙龙”在深圳举办
大联大友尚推出适用于高性能电子设备的TI新一代超低功耗DSP
重载电源可提供恒流 恒压和恒功率的工作模式
iPhone 14系列拿货难，首发必须加价才能保证拿到
华为P10或配备双曲面屏，指纹识别器移到正面
2019中国IT安全硬件市场增速放缓，2020蕴藏全新驱动力
为了确保良好的信号完整性，需要保证传输线上每一点的阻抗是一致的。在传输线任何点的特性阻抗变化都会导致信号反射，这样就会造成噪声。
但是，在高速pcb中，存在着芯片封装、breakout区域、过孔、分支和其它组件寄生等因素都会导致阻抗失配。
在高速设计中，不受控制的阻抗会显著降低电压和时序裕量，以致电路恶化或者无法运行下去。咱们能做的事情是尽量减少阻抗不连续点。
有损传输线电路模型：
传输线的简单模型可以由rlc构成，如下图所示：
通常，把传输线分为有损传输线和无损传输线。显然，在pcb上存在的都是有损传输线。有损传输线可以假定其是由无限多阶rlc构成的一个多级电路。
串联电阻表示分布电阻，单位为每单位长度的欧姆 (ohm)。串联电感表示分布环路电感，单位为每单位长度的亨 (h)。
分隔两个导体的是介电材料，由每单位长度的电导 g 表示，单位为西门子 (s)。并联电容器以每单位长度的法拉 (f) 为单位表示两个导体之间的分布电容。
那么，特性阻抗可以通过以下公式计算：
其中：
z0是传输线的特性阻抗。
r0是传输线单位长度的串联电阻。
l0是传输线单位长度的环路电感。
g0是传输线单位长度的电导。
c0是传输线单位长度的电容。
无损传输线：
无损传输线与r0和g0无关，所以其阻抗公式为：
无损传输线虽然在实际的工程中不存在，但是也不能无视其存在。无损传输线在很多场合都是非常有意义的。
传播延时：
在高速电路中，我们经常用传输线延时与信号上升时间的大小来作对比，并以此来判断是否为高速信号。
从传输线a传递到b所使用的时间tpd就是传输线的延时。给定单位长度的电感和电容，信号的传播延时可以由以下等式确定：
其中：
tpd是以秒/单位长度为单位的传播延时。
l0是传输线每单位长度的环路电感。
c0是传输线每单位长度的电容。
信号以光速在自由空间中传播。所以当信号在导体中传递时，其与传输线介质的介电常数是有关系的。
当介质确定时，可以通过下列公式计算传输线的传播延迟：
其中：
dk是材料的介电常数。
c是自由空间中的光速 ≈ 3.0x8m/s。
真空的介电常数是1。空气的相对介电常数约为1。而pcb介质的介电常数通常都大于1，比如常说的fr4这类型的材料的介电常数约为4。所以空气是一种非常优良的介质。
由此，我们经常使用一个经验公式来计算信号在传输线中的延时或者每1ns在介质中传递的距离是多少。经验公式如下所示：
其中：
dkeff是介质的相对介电常数
len的单位是inch(每1ns所对应的长度)
在进行高速电路pcb设计时，经常看到的一个经验数字就是，在pcb上每1ns所对应的长度是6inch，指的就是当pcb使用材料的介电常数是4。
但是实际上，这还要区分是微带线、还是带状线，如果是微带线，其相对介电常数是大于1的。
单片机运行的必备条件_单片机的复位控制
投石科技智能集章卡装置
微软或将是大家2020年最值得期待的硬件公司
单片机的硬件特性,区分单片机8位和16位的方法
生物电子微流控平台，用于直流电刺激下受伤细胞群伤口愈合机制研究
一文浅析传输线的阻抗和传输延时
多相DC-DC转换器简介
用MAX2538和KSS IF滤波器构成的蜂窝CDMA混频器性能
易灵思FPGA做替代，到底有多难？
TD-LTE整合Wi-Fi基站爆商机 电信商圈地战开打
未来10年内光伏+储能将替代传统能源
相逢于海，幸甚至哉！唯样成功举办物联世界创新与应用研讨会！
Trompeter同轴电缆BNC插头能提供可靠连接
单芯光纤可以双向传输吗 光纤只能单向传输吗
面向设计师合作的“重塑·共生——OPPO主题设计师沙龙”在深圳举办
大联大友尚推出适用于高性能电子设备的TI新一代超低功耗DSP
重载电源可提供恒流 恒压和恒功率的工作模式
iPhone 14系列拿货难，首发必须加价才能保证拿到
华为P10或配备双曲面屏，指纹识别器移到正面
2019中国IT安全硬件市场增速放缓，2020蕴藏全新驱动力