Velocidade de Propagação do Sinal na PCB

Fórmula

Descrição

Os sinais eletromagnéticos nas pistas da PCB viajam mais lentamente do que a velocidade da luz no vácuo, devido ao material dielétrico que envolve a pista. A velocidade de propagação é c (velocidade da luz) dividida pela raiz quadrada da permitividade relativa efetiva. Para pistas microstrip (camada externa), a εr efetiva situa-se entre 1 e εr_substrato, porque o campo elétrico viaja parcialmente através do ar. Para pistas stripline (camada interna, enterrada entre planos de massa), a εr efetiva é igual à εr do substrato. O FR-4 padrão tem εr ≈ 4,2-4,5 a baixas frequências, dando velocidades de propagação de cerca de 0,47-0,49 × c.

Variáveis

• v_p — Velocidade de propagação (m/s)
• ε_r_eff — Permitividade relativa efetiva da linha de transmissão

Notas Práticas

c = 299 792 458 m/s. Para microstrip em FR-4 (εr_eff ≈ 3,2-3,5), vp ≈ 160-168 mm/ns ≈ 6,0-6,3 in/ns. Para stripline em FR-4 (εr_eff ≈ 4,2-4,5), vp ≈ 141-146 mm/ns ≈ 5,5-5,8 in/ns. A εr aumenta com a frequência (dispersão) no FR-4, o que pode causar distorção do sinal a taxas de dados elevadas. Os laminados de baixas perdas (Rogers, Megtron) têm uma εr mais estável ao longo da frequência.