传输线的阻抗与延时-信号与电源完整性

传输线的阻抗与延时-信号与电源完整性 

传输线是一个新型的理想电路元件，本章最重要的两点，就是理解传输线的阻抗和延时特性。

常见的传输线类型如图3-1所示，有双绞线、同轴线缆等。我们对双绞线很熟悉，家居用的电线就是一零一火所组成的双绞线。同轴线缆也很常见，以前电视的RGB接口的线就属于同轴线缆，外面一圈“地”将信号紧紧地包裹在中间。当然，本书中更多分析的还是PCB上的这些线，也就是微带线与带状线。

传输线概述 ：

在开研讨会时，我们经常会问一些问题：信号到底是如何传输的？ 传输线的阻抗会阻碍信号的传输，是否阻抗越大信号传输越慢？ 信号如图3-2所示，电子从电池的负极出发，沿着传输线传送到灯泡使其点亮，然后再回 到发送端构成一个电流环路吗？ 让我们来估算铜线中电子的速度。 电流表示的是单位时间内通过的电量

           

通过式（3-1），不难得出：

                  

式中，I是电流（A）；Q是电量（C）；t是时间（s）；q是一个电子所带的电量，大小为 C；n 是自由电子的密度，铜的自由电子密度约为/；A是导线的横截面积（），PCB上铜线的横截面积约为 ；v是导线中电子的速度（m/s）。 假设电流大小为20mA（大部分DDR布线的电流大小），则可以算出，布线中电子的速度为

传输线中电子的速度相对于我们平时看到的导线长度来说是微不足道的，可见信号传输的速度并不是导体中电子的速度。电阻会阻碍电子的传输，同样电压下，电阻越大则电流越 小，电子速度越慢，但是跟信号的传输速度没有关系。 实际上，传输线传输的并不是电子，而是电势差，如图3-3所示

既然是电势差，那一定是两个物体之间的电势差，所以我们所说的传输线，并不是一根线， 而是信号路径和返回路径的总称.

信号不断向前传输，就是一个电场不断向前建立的过程，而在电场建立的过程中，信号路径与返回路径中的电流会产生磁场。这个电场与磁场建立的速度，才是信号传输的速度.

传输线的阻抗与延时：

高速电路设计仿真-信号与电源完整性