Vitesse de Propagation du Signal sur Circuit Imprimé

Formule

Description

Les signaux électromagnétiques sur les pistes d'un circuit imprimé se propagent plus lentement que la vitesse de la lumière dans le vide en raison du matériau diélectrique entourant la piste. La vitesse de propagation est c (vitesse de la lumière) divisée par la racine carrée de la permittivité relative effective. Pour les pistes microruban (couche externe), l'εr effectif est compris entre 1 et l'εr du substrat, car le champ électrique se propage en partie dans l'air. Pour les pistes triplaque (couche interne, enfouie entre des plans de masse), l'εr effectif est égal à l'εr du substrat. Le FR-4 standard a un εr ≈ 4,2-4,5 aux basses fréquences, donnant des vitesses de propagation d'environ 0,47-0,49 × c.

Variables

• v_p — Vitesse de propagation (m/s)
• ε_r_eff — Permittivité relative effective de la ligne de transmission

Notes pratiques

c = 299 792 458 m/s. Pour le microruban FR-4 (εr_eff ≈ 3,2-3,5), vp ≈ 160-168 mm/ns ≈ 6,0-6,3 in/ns. Pour le triplaque FR-4 (εr_eff ≈ 4,2-4,5), vp ≈ 141-146 mm/ns ≈ 5,5-5,8 in/ns. L'εr augmente avec la fréquence (dispersion) dans le FR-4, ce qui peut provoquer une distorsion du signal aux débits de données élevés. Les stratifiés à faibles pertes (Rogers, Megtron) ont un εr plus stable en fréquence.