和理论对着干？高速印制电路板PCB线宽不同居然会影响走线延时
高速先生成员--黄刚考虑到我们高速先生的粉丝还是有相当一部分不做很高速的产品，那今天就不讲高速信号了，甚至这篇文章可以说是和频率没关系，我们来讲讲一个很简单的东东，那就是传输线的延时。此言一出，大家会不会立马大呼简单，传输线延时的公式是一个在SI领域非常入门级的公式，无论是硬件工程师，PCB工程师，测试工程师估计都能脱口而出，就像下面那样了。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/df1c0f0b92bc4f9dbcd66c0fe1de4398~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=%2FwRTmGKyr48xDQNeWYS5DACCN1A%3D嗯，确实简单，看起来影响传输线延时的唯一变量就是介电常数了。我就说嘛，怎么可能会跟传输线的线宽有关系呢，只要按材确定了，介电常数也是个定值了，从公式上说，传输线的延时不也就是个定值，跟线宽一点儿关系都不会有吧！https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/564659aa0f5e46de908d3a549497c68b~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=ZNhLO18JFJq9VjgF4l0cQYHEZDE%3D
那没关系，Chris最喜欢用仿真数据来证明了。要不随便叠个叠层试试看？我们同时来看看表层走线和内层走线两个最常规的走线形式，然后分别选取同样100欧姆差分阻抗单位长度下不同线宽线距的走线组合来仿真下延时。叠层示意图就是下面那样：https://p11-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/9a7b863b1edb4b7bbedbf0f7149fec23~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=PyGwJhv3pMGr7AZ5vVgzbg7bJNY%3D
我们通过阻抗计算软件，分别在表层和内层各给出三个不同的线宽组合，阻抗都是100欧姆，如下所示：表层的三组线宽线距组合：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/8bfddd9d4789411dbe0e636ffbada33d~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=LZu3Ln%2FxLkhm57uT6D7Uiw17xwg%3D
三组带状线的组合如下：https://p11-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/4297bc206d77461194268c0057eb0206~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=6foFt%2Fwl3j%2BYnTWcj1ahSxck1k8%3D
好，表层和内层各三组都按照100欧姆控制，线宽不同的组合都到位了。那Chris就和你们一起验证下。要不首先还是看内层的三组吧，因为毕竟还是有不少朋友坚定的相信线宽不会影响延时的哈！验证的方法也很简单，就是在传输线的开始端发送一个上升沿信号，来对比下三组case在接收端的延时是否有差异就行了。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/5cbca9143d4a49d3b6747c096fe5ad8f~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=cp4IRs3NG1OO3LR%2FT0VIXAFkvYU%3D
事不宜迟，我们赶紧来看看内层的三种组合在上升沿达到接收端的对比结果：https://p11-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/f85513281c164ba08efb93185b9e8259~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=D4OtI1huqDCiLNK488F5XGaxcWo%3D
我说什么来这，我就说线宽对延时没影响的，你看上面的结果不就是没差异嘛！https://p9-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/b258a4b98e454262ac9cbf2fb2a0ec3c~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=Sq523jVe%2BTuvm3Qpk9sDqmTowrE%3D
的确哈，从内层走线的对比结果看，不同线宽貌似还真的没啥影响哦。不仅是从上面的时域上升沿信号的方式去看，还是从下图频域的群延时去看，的确基本上没差异。散啦散啦，这篇文章真没意思。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/415f2742f6094d0aa8b3d99845bb5e97~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=Qw5FyjPWQr4l9SUb1v%2F9P%2FZ83R8%3D
别急着走啊，要不看完表层的三个组合再走不迟嘛。那还是一样的做法，Chris分别给三组表层不同线宽的传输线组合发送上升沿信号，同样来看看接收端的延时差异，如下所示：https://p6-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/cbb8874f962c48a5a767823a2d0d562b~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=BMw5piCMZbU9inzTKP8xAA4l5II%3D
咦，不对！好像有差异了啊，三种不同的表层线宽case的延时居然是有差异的，而且还不小啊！从130ps到138ps到145ps，单位inch长度能各自差出7到8ps，真不小啊！而且从频域的群延时也是能看到相同的结论，如下所示：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/f9288ac2cc2241fa906637d9f4ce25de~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=WDAfu5GLErAO3QwaHj7f9HsDJZ8%3D
这是怎么回事？难道线宽真的会影响传输线的延时，那为什么感觉表层影响到了，但是内层又没有影响了，那到底有没有影响啊？这一切一切的疑问，Chris都只想留给大家来回答了哈……https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/7c35a919354a4ccd9c4fac9c6ce7af59~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=202608031447118150086958A13B789C79&x-expires=2147483647&x-signature=bnpnxo7KEXYciXXHlehQQWOewgc%3D
问题：为什么线宽不同对内层走线延时没影响，却对表层走线延时有影响呢，究竟到底背后是怎么样的原理？关于一博：一博科技成立于2003年3月，深圳创业板上市公司，专注于高速PCB设计、SI/PI仿真分析等技术服务，并为研发样机及批量生产提供高品质、短交期的PCB制板与PCBA生产服务。致力于打造一流的硬件创新平台，加快电子产品的硬件创新进程，提升产品质量。一博珠海板厂：位于珠海经济开发区，坐拥PCB产业优质人才资源及完善的产业配套。专注于高端快件，提供高品质的高多层、高速、高精密、HDI等PCB生产制造。聚焦国内高端快件细分市场，PCB广泛应用于ATE、AI算力、服务器、工控、通信、汽车、医疗设备等领域。
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