信號(hào)完整性揭秘-于博士SI設(shè)計(jì)手記

3.3 傳輸線(xiàn)的返回電流

按照傳統(tǒng)的電路理論，電流要流到互連線(xiàn)的末端，然后從另一條路徑回流，才能形成電流回路。如果傳輸線(xiàn)無(wú)限長(zhǎng)，信號(hào)電壓施加到傳輸線(xiàn)上后，信號(hào)永遠(yuǎn)也不清楚傳輸線(xiàn)的末端是什么情況，那么是否會(huì)有電流回流呢?

在圖3-4中，給一段傳輸線(xiàn)加載一個(gè)脈沖信號(hào)，傳輸線(xiàn)非常長(zhǎng)，而且末端開(kāi)路，我們測(cè)量加載信號(hào)之后， 一小段時(shí)間內(nèi)信號(hào)路徑和返回路徑的電流情況。圖3-5顯示了信號(hào)路徑和返回路徑上不同時(shí)刻的電流大小。當(dāng)信號(hào)剛剛加載到傳輸線(xiàn)上的瞬間兩條路徑上就都產(chǎn)生了電流，但是此時(shí)信號(hào)剛剛進(jìn)入傳輸線(xiàn)，尚未到達(dá)傳輸線(xiàn)末端，并不清楚傳輸線(xiàn)的末端是 什么情況。因此，電流回路的建立并不是電流先流到末端通過(guò)末端的連接從返回路徑流回。 當(dāng)信號(hào)電壓施加在傳輸線(xiàn)入口的瞬間，信號(hào)路徑和參考路徑之間產(chǎn)生電位差，同時(shí)伴隨著電荷的積聚，從而產(chǎn)生電流，這類(lèi)似于電容的充電。在信號(hào)向前傳播過(guò)程中，傳輸線(xiàn)上的各個(gè)位置依次重復(fù)這一過(guò)程，不斷有電流產(chǎn)生。隨著信號(hào)的傳播，產(chǎn)生電流的位置不斷前移。即使信號(hào)沒(méi)有到達(dá)末端，或者即使末端開(kāi)路，電流同樣存在。

返回電流的形成過(guò)程反映了傳輸線(xiàn)的典型特征，理解傳輸線(xiàn)的行為需要“動(dòng)態(tài)”的思維。從這一過(guò)程也可以看出，返回路徑是否為“地”無(wú)關(guān)緊要，即使是一段懸空的銅皮同樣也會(huì)有電荷的積聚并產(chǎn)生電流。

要想理解高速電路中的各種現(xiàn)象，必須理解傳輸線(xiàn)的行為特征，不要使用“接地”的概念。傳統(tǒng)的“接地”概念無(wú)法解釋高速電路中信號(hào)傳輸?shù)男袨榉绞?，并且?huì)造成很多困惑。

以上內(nèi)容來(lái)自行業(yè)內(nèi)著名專(zhuān)家——于博士，著作“ 信號(hào)完整性揭秘-于博士SI設(shè)計(jì)手記 ”書(shū)中第十章第一節(jié)！