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DESIGN&ELEKTRONIK 07 2020 37 FR4-Leiterplatte mit 6 mil Leiterbahn Signalverlust relativ zu Freq dB Frequenz GHz 0 5 10 15 20 25 30 35 0 2 4 6 8 10 12 14 6-Leiterbahn 12-Leiterbahn 18-Leiterbahn 24-Leiterbahn keit v hängt von der Dielektrizitätskonstante ε des sie umgebenden Materials ab Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ergibt sich aus Die Ausbreitungsgeschwindigkeit für eine verlustfreie Übertragung im Vakuum Dielektrizitätskonstante = 1 beträgt 3 × 108 m s und unterscheidet sich von der Geschwindigkeit einer Welle in einer Übertragungsleitung mit einer Dielektrizitätskonstante von 4 indem sie die Geschwindigkeit halbiert 1 5 × 108 m s Diese Geschwindigkeitsdifferenz verursacht eine Zeitverzögerung die als Ausbreitungsverzögerung Td bezeichnet wird und vom Ausbreitungsmedium sowie von der Entfernung abhängt die das Signal zurücklegen muss Td = s vp Td Ausbreitungsverzögerung s zurückgelegte Entfernung vp Ausbreitungsgeschwindigkeit Was passiert wenn sich ein Signal CLK in der Außenlage einer Leiterplatte gegen ein anderes Signal Daten ausbreitet das sich auf einer Innenlage bewegt wo sich auf der einen Seite freier Raum befindet während auf der anderen Seite eine Dielektrizitätskonstante vorhanden ist? In vielen Designs müssen die HF-Signale auf einem Teil ihres Weges Verbindungsoder Flexkabel durchlaufen was zu Verzögerungen und Abweichungen in der Amplitudenund Timing-Wellenform führt Die Abweichung im Timing oder jeder zusätzliche Verlust der durch die verringerte Signalgeschwindigkeit ÜberBild 5 Signalverlust aufgrund der Frequenz und des Leiterbahnpfades Bild 6 Leiterplattenebenen und Ursachen für Impedanzänderungen Bild 7 Übertragungsleitung mit Verlustelementen Bild 8 Auswirkung prasitärer Effekte auf Z0 und die Signalintegrität www designelektronik de