PCのマザーボードなどで、基板の銅トレース上を信号が行き交っていると思いますが、実質どのくらいの速さになるのでしょうか?
電気自体の伝達としては光速(30万km/s)という話も聞きますが、
銅の中だと、誘電率なども関わってきそうですし、
電子自体はフェルミ速度で比較的低速(1500km/sくらい?)ですが、トコロテン押し出し原理のように、電界が発生すれば、目的地の一つ手前の電子が押し出される為、やはり光速と認識して良いとの話も聞きます。
電界って完全剛体として考えて良いのかな?
等長配線での差異が±10milなどと、ある程度の許容範囲が許されていますが、信号として何nsec分くらいのズレになり、何クロック分の許容なのかな?と考えていて疑問に感じました。
(クロック分は使用するクロックに依りますが。)
過去の質問にも同様の質問が何件かありましたが、
いまいちスッキリしなかった為、質問させて頂きました。
御教授の程、よろしくおねがいします。。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
基板上を流れる信号(今回の場合デジタル波形)は基本的には光速と
考えてよいようです。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocit …
プリント基板の場合、絶縁体(誘電率があるε)をはさんで内層導体と
表面の信号ラインがあるので、同軸ケーブルと同じイメージの
伝送ラインと考えることが出来ると思います。
http://www.mogami.com/puzzle/pzl-18.html
から引用
Vp = c / sqrt(μs*εs) (1)
ここに
Vp = 位相速度 (m/s)
c = 真空中の光速 (m/s)
= 2.99792458e8 (m/s) (注1)
μs = 媒質の比透磁率
εs = 媒質の比誘電率
例としてFR-4(ガラスエポキシ基板)ではεr=4,6~4.7程度と記憶しています。基板に形成される伝送路上では式(1)に従って、信号の伝わる
速度は若干光速より遅くなるようです。
参考URL:http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocit …
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