“長(cháng)安回望繡成堆，山頂千門(mén)次第開(kāi)；一騎紅塵妃子笑，無(wú)人知是荔枝來(lái)。”相信各位看官對杜牧的這首《過(guò)華清宮》并不陌生，這是講述唐明皇和中國四大美女之一楊玉環(huán)的故事。不過(guò)呢，高速先生拿出這首詩(shī)，可不是要講唐明皇和楊玉環(huán)的故事哦，今天要講的的是那個(gè)“一騎紅塵妃子笑”的“騎”，對，你沒(méi)看錯，就是“騎”，呵呵~~“騎”——千里馬，古時(shí)候，千里馬除了可以送荔枝，還可以干什么呢？“八百里加急”都聽(tīng)過(guò)吧，千里馬還可以用來(lái)通訊。另外了，還有烽火狼煙、孔明燈、飛鴿傳書(shū)、鴻雁傳書(shū)等等都是古代的通訊手段，這些通訊手段所花費的時(shí)間，少則幾個(gè)鐘頭，多則數天。跟我們現如今的通訊手段是不可同日而語(yǔ)的了，現代的手機、電話(huà)，即使是你在地球的這端，而我在地球的那端，通訊也是分分鐘的事兒。

 

如此高效的通訊手段，少不了傳輸媒介中能高速傳輸的信號的功勞。那信號在傳輸線(xiàn)的傳播速度到底有多快？大多數人都知道是光速，大約11.8inch/ns，這個(gè)速度相當于在1s的時(shí)間內可以繞地球赤道飛行7圈半。如此驚人的速度是怎么樣形成的？很久以前，我們有這樣的一個(gè)認知，一段電路中產(chǎn)生電流，必須有電荷的定向移動(dòng)。那信號的速度會(huì )是電荷的移動(dòng)速度嗎？在Eric的 《信號完整性分析》上有詳細的估算過(guò)程，電子的移動(dòng)速度大約等于1cm/s，跟信號傳輸速度相差甚遠，很顯然，信號的速度不是電荷的移動(dòng)速度。經(jīng)?？锤咚傧壬恼碌娜藨摽吹竭^(guò)這樣一個(gè)概念，信號的傳輸速度實(shí)際上是由周?chē)臻g里的交變電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的建立速度和傳輸速度決定的。

怎么去理解呢？很久以前，我們也有這樣的一個(gè)認知，就是變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，信號的本質(zhì)就是一個(gè)電勢差，在信號路徑與返回路徑之間的電勢差會(huì )產(chǎn)生電場(chǎng)，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)，就這樣來(lái)來(lái)回回，在信號路徑與返回路徑之間產(chǎn)生交變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，這樣說(shuō)不太好理解，如果你把它想象成鉸鏈就比較直觀(guān)了。 

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只要電場(chǎng)和磁場(chǎng)在不斷變化，信號就會(huì )不斷向前傳播，以電磁場(chǎng)的變化速度，也就是光速。認識了信號的傳播過(guò)程，下面我們再來(lái)看看怎樣估算信號的傳播速度。

 

在單一介質(zhì)中，信號的傳播速度通常會(huì )用

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帶狀線(xiàn)通常上下層介質(zhì)的介電常數會(huì )比較接近，而且有兩層參考，電場(chǎng)和磁場(chǎng)會(huì )被限制在兩層銅皮之間，所以上述這個(gè)公式比較適合帶狀線(xiàn)的傳輸速度估算。

 

當傳輸線(xiàn)處于不均勻的介質(zhì)中時(shí)，傳輸速度計算起來(lái)就比較麻煩，這其中涉及到一個(gè)等效介電常數的計算，典型的例子就是微帶線(xiàn)。

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微帶線(xiàn)

 

下面列舉幾個(gè)微帶線(xiàn)傳輸速度的經(jīng)驗公式

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h是介質(zhì)厚度（mil），這個(gè)公式估算出的值就比較精確了。通過(guò)公式(1)(2)，我們大致可以看出v(SL)大約等于0.85倍的v(MS)。如果你細心觀(guān)察，你會(huì )在很多檢查等長(cháng)的表格或者軟件里面看到，計算表層微帶線(xiàn)的走線(xiàn)長(cháng)度時(shí)，并不會(huì )直接使用它本身的長(cháng)度，而是會(huì )乘與0.85左右的系數，然后再加上內層帶狀線(xiàn)的長(cháng)度，這兩個(gè)長(cháng)度加在一起再和其他信號線(xiàn)做等長(cháng)匹配。

 

下面我們通過(guò)仿真來(lái)驗證一下，以普通50歐姆走線(xiàn)為例：

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通過(guò)仿真計算，同一種阻值的走線(xiàn)，微帶線(xiàn)時(shí)延是145.9ps/in，帶狀線(xiàn)時(shí)延為173.6 ps/in，在這種設定下，我們計算下微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)的時(shí)延差別145.9/173.6=0.84，在0.85附近。