高频传输线管理知识理论VIP免费

第1页共67页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共67页高頻傳輸線理論(High-SpeedTransmissionLineTheory)檢測部頻寬及信號完整性術語與說明第2页共67页第1页共67页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共67页高頻傳輸線引言：CPU的速率由50MHz以上升到200MHz以上，連I/O週邊的速率也由33MHz提升至100MHz以上。原本扮演「連接傳導」的銅線、銅箔、導線等變成高頻傳輸線。這些傳線類似天線，會把流經信號的能量「耦合」或「輻射」出去，造成電磁串音(訊號線之間的干擾)及EMI(對外界的干擾)、也有阻抗匹配的問題等...，以下將就高頻傳輸線的特性作討論與分析。第3页共67页第2页共67页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共67页基本單位1.介電常數(，DielectricConstant):介電常數定義為電力線密度與電場強度的比值()，在dielectricmaterial(一般用的塑膠)中，介電常數越小，電容的效應越小，電磁波通過的速率越快，量測的方法如下:DielectricConstantε=CCo=VoV一些常見物質的介電常數:MaterialDielectricConstantAir1Glass4-10Oil2.3Paper2-4Polyethylene(PE)2.3Polystyrene(PS)2.6Porcelain5.7Teflon2.1LCP3.2PolyvinylChloride(PVC)3.5~4SPS2.9PCT2.72~2.87PPS3.8~3.9TPE2.1~2.3ED第4页共67页第3页共67页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共67页2.Velocity：電磁波在介質內的傳遞速度取決於介質的介電係數permittivity,）及導磁係數（permeability,）。如下式：在真空中Where&F/mH/mm/s可見電磁波在真空中是以光速在前進。假如電磁波在介質中傳播，我們必需知道介質的相對介電係數（）及相對導磁係數（），以推算電磁波在介質內的傳遞速度。舉例而言，電磁波在SCSICable（TPO,=2.3,=1）內的傳遞速度為3.ＷaveLength：1Voror9o103617o1048ooo1031Vrrrro88rroV66.0s/m10978.113.2s/m103V1V第5页共67页第4页共67页Vf编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共67页根據λ=v/f，當頻率愈高時，波長愈短。若是實體長度小於1/10波長，則可忽略高頻所帶來的效應。當傳輸線接近1/4波長便會有天線效應產生。4.導電係數(σ,conductivity)物質導電的能力，導電係數越大，電阻越小。相當於機械方面的IACS係數。R=Lσ×AwhereR=resistanceL=conductorlengthA=conductorarea一些物質的導電係數MaterialConductivity(S/m)MaterialConductivity(S/m)Silver6.17*10^7Freshwater10^-3Copper5.80*10^7Distilledwater2*10^-4Gold4.10*10^7Drysoil10^-5Aluminum3.54*10^7Transformeroil10^-11Brass1.57*10^7Glass10^-12Bronze1*10^7Porcelain2*10^-13Iron1*10^7Rubber10^-15Seawater4Fusedquartz10^-17第6页共67页第5页共67页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共67页High-FrequencyEffectsImpedance(阻抗)=Resistance(電阻)+Reactance(電抗)Reactance有兩種：Inductivereactance(XL=L)感抗Capacitivereactance(Xc=1/C)容抗低頻時：reactance很小，主要是看resistance。因此在直流及低頻時，所量測(譬如用三用電表)到的是電阻。高頻時：resistance很小，主要是reactance(電容及電感的效應)。故在高頻時，reactance就是指阻抗。Ohmicloss在高頻時，電流愈靠近導體周圍流動，稱集膚效應（skineffect），此乃導因在更高頻時，導體中心的inductivereactance增大，強迫電流流向周圍。所以，真正可用的導體面積縮小，導致電阻值增加，損耗增加。集膚深度(Skindepth):一般是指電磁波振幅衰減至0.368倍時的深度(電流密度是表面0.368倍的深度)。TABLESkinDepthOfCopperf60Hz8.5mm1kHz2.09mm10kHz0.66mm100kHz0.21mm1MHz2.6mils10MHz0.82mils100MHz0.26milstyConductiviff:::14.3:1導磁係數頻率第7页共67页第6页共67页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码...