Задержка и электрическая длина линии

Время, за которое сигнал проходит отрезок кабеля или печатной линии, и его электрическая длина в градусах на заданной частоте. Работает и обратно: какой длины нужен отрезок, чтобы получить нужную задержку или фазу. Введите значение в любое поле.

Как это работает

В линии с диэлектриком волна идёт медленнее, чем в вакууме: v = c / √εeff = c·VF, c = 299 792 458 м/с. Отсюда задержка и длина волны в линии:

t = l·√εeff / c, λл = c / (f·√εeff), электрическая длина θ = 360°·l / λл.

Ввод задержки или электрической длины пересчитывает длину линии; смена εeff, коэффициента укорочения или частоты сохраняет длину и пересчитывает задержку и градусы. Электрическая длина бывает больше 360° — это просто линия длиннее волны.

Какое εeff брать. У коаксиального кабеля и симметричного стриплайна поле целиком в диэлектрике, поэтому εeff = εr: сплошной полиэтилен — 2,25 (VF 0,66), фторопласт — 2,1 (VF 0,69), вспененный полиэтилен — 1,3–1,6 (VF 0,8–0,88), воздух — 1. Точное значение VF кабеля — в его документации. У микрополосковой и копланарной линии часть поля идёт по воздуху, и εeff меньше εr подложки (для FR-4 с εr 4,3 у линии 50 Ом — около 3,3); его показывает калькулятор ширины линии 50 Ом.

Так подбирают отрезки кабеля одинаковой фазы, линии задержки и четвертьволновые шлейфы и трансформаторы. Дисперсия (зависимость εeff от частоты) не учитывается: на частотах до единиц гигагерц для обычных линий она мала.