知识分享-传输线的返回电流（信号完整性揭秘）

 

信号完整性揭秘-于博士SI设计手记
 

3.3  传输线的返回电流

 

       按照传统的电路理论，电流要流到互连线的末端，然后从另一条路径回流，才能形成电流回路。如果传输线无限长，信号电压施加到传输线上后，信号永远也不清楚传输线的末端是什么情况，那么是否会有电流回流呢?

       在图3-4中，给一段传输线加载一个脉冲信号，传输线非常长，而且末端开路，我们测量加载信号之后， 一小段时间内信号路径和返回路径的电流情况。图3-5显示了信号路径和返回路径上不同时刻的电流大小。当信号刚刚加载到传输线上的瞬间两条路径上就都产生了电流，但是此时信号刚刚进入传输线，尚未到达传输线末端，并不清楚传输线的末端是  什么情况。因此，电流回路的建立并不是电流先流到末端通过末端的连接从返回路径流回。 当信号电压施加在传输线入口的瞬间，信号路径和参考路径之间产生电位差，同时伴随着电荷的积聚，从而产生电流，这类似于电容的充电。在信号向前传播过程中，传输线上的各个位置依次重复这一过程，不断有电流产生。随着信号的传播，产生电流的位置不断前移。即使信号没有到达末端，或者即使末端开路，电流同样存在。
 

返回电流的形成过程反映了传输线的典型特征，理解传输线的行为需要“动态”的思维。从这一过程也可以看出，返回路径是否为“地”无关紧要，即使是一段悬空的铜皮同样也会有电荷的积聚并产生电流。

要想理解高速电路中的各种现象，必须理解传输线的行为特征，不要使用“接地”的概念。传统的“接地”概念无法解释高速电路中信号传输的行为方式，并且会造成很多困惑。

 

 

 

       以上内容来自行业内著名专家——于博士，著作“ 信号完整性揭秘-于博士SI设计手记 ”书中第十章第一节！