答題 | 和理論對著干？線寬不同居然會影響走線延時

感謝各位網友的精彩評論，以下是高速先生的觀點：

1，其實很多網友都答得很對，說明大家對SI理論的理解和變換都非常的到位哈。傳輸線的延時的確是只和介電常數有關，但是這個介電常數并不全指板材的介電常數，它是一個有效介電常數，注意！是有效。

2，當傳輸線在內層的時候，由于上下參考都處于板材介質內，所以有效的介電常數也就是等同于板材的介電常數了，所以無論怎么樣的線寬和線距，延時都不會變了；

3，但是在表層就不一樣了，當線寬線距不同的時候，差分線在差模傳輸時的有效介電常數是不同的，當線寬小，線間距近的時候，差模傳輸方向的電磁場明顯更多，這個時候電磁場在空氣部分的分量就更多，所以有效介電常數就更小，所以速度更快，傳輸延時就更小了，反之，線寬大，線間距越大時，更多的電磁場分量在介質內，共模傳輸方向的電磁場更多，所以有效介電常數變大，速率變慢，傳輸延時就大了。所以不能只看板材的介電常數哈，看的是有效介電常數才對哦！

內層走線時，無論線寬多少，其有效等效介電常數保持不變，所以信號速度不變;外層走線時，由于另一面是空氣，不同線寬的電場線分布量不同，其有效等效介電常數也不同，所以信號速度也不同 

我計算的結果和文章是反的，仔細分析，這篇文章的重點在于差分線之間的耦合，對于單端信號來說，線寬對于傳輸延遲的影響微乎其微，只有對于差分線來說，體現電平跳變的奇模信號所感受到的介電常數會隨著耦合度的增加而增加，傳輸延遲就會上升，所以和這篇文章是反的線寬只是為了保持阻抗的一致，隨著線距的改變而間接改變的參數   

表層微帶線的延時之所以會隨線寬變化，是因為其電磁場分布在空氣和板材兩種介質中，線寬改變了它們的比例。而內層帶狀線的電磁場被限制在均勻的板材內，線寬自然無法影響其延時。 

表層走線隨著線寬的增加 更多的場線穿過了介質 等效于介電常數變大了  傳輸就延時了 而在內層 線寬怎么變   場線都在介質里    所以沒變化 

表層走線（微帶線）電磁場跨空氣和板材，線寬改變場分布，有效介電常數（ε_eff）隨之變化，故延時改變；內層（帶狀線）被均勻板材包圍，ε_eff恒定，線寬無影響。延時 ∝ √ε_eff，故表層線寬影響延時，內層無影響。 

@ 涌

公式中的介電常數是有效介電常數，對于內層來說，不同線寬線距的差分線，其有效介電常數是一樣的，但是對于表層來說，其要考慮到外層的綠油或空氣的影響，這樣有效介電常數是不一樣的，所以延時也不一樣 

@ Alan

延時只由有效介電常數決定，   內層走線完全被上下兩層介質（FR4）包裹，導體四周全部浸沒在同一種PCB介質材料中。有效介電常數為固定值，無論加寬/收窄線寬，電場全部約束在介質內部，傳輸速度恒定   ->同等長度下，延時幾乎不變表層微帶線，走線一半在介質中，一半暴露在空氣中，電場一部分在PCB介質、一部分在空氣中。線寬越寬：銅箔截面積更大，電場更多局限在PCB介質內部，相對介電常數更接近板材本身，傳輸速率變慢，延遲變慢。線寬變窄:銅箔截面積變小，電場更多擴散在空氣中，相對介電常數變小，傳輸速率變大，延遲變快。 

@ 晴天

帶狀線因為在同一個介質中傳輸上下層都有屏蔽，這個時候它的等效介電常數是一致的和線寬沒有關系。微帶線傳輸中的電磁場大小會隨著線寬的大小改變，因為它上面是空氣，下面是介質，上下的介電常數不一致，因為電磁場變了導致它的等效介電常數變化。最終傳輸速率有變化 

@ 莫克

圖里公式其實都說了，等效介電常數，寬度和間距不同，場分布不同，等效介電常數就不同了，距離越遠，耦合越小，電場線越壓在板材內，所以等效介電常數越高，傳輸越慢。

@ Asher

表層電場線，有一部分分布在空氣中，有一部分分布在電介質中。不同線寬，電場線分布比例不同，實際感受到的介電常數不同。

@ 北木

表層線寬變化影響電場分布，從而影響等效介電常數。帶狀線上下都是參考地，電場幾乎全部在PCB介質里。

@ Trap

因為公式里的介電常數是“等效介電常數”，在內層走線，完全被介質包裹，介電常數是個常數，而到了表層，由于表層電場會穿過介質層和空氣層，所以“等效介電常數”會隨著線寬而改變，進而影響時延 

@ 運中人雄霸天下

相信公式，線寬不能改變真空光速，只會改變等效介電常數，寬了更多的電磁場被束縛在介質，等效介電常數變大，速度變慢 

@ 謝小凡

都有影響吧？如果里層上下層的材料介電常數相差大一點，應該能看到和表層相同的現象？不同線寬的電磁場的回路不一樣，總的等效介電常數也就不一樣了 

@ sleepyhead

本質是空氣和pp的介電常數差異太大了。如果內層帶狀線上下介質不是完全一致的話，tr也是有細微差異的。總之理論公式絕對不會有錯 

@ bBat

內層走線被介質全包，電場碰不到空氣，線寬改不了介電常數，延時不變；表層一半空氣一半板材，線寬越寬空氣占比越少、等效介電越高，信號跑得越慢，延時越大。 

@ Jeffrey

表層：微帶線 Microstrip信號線只下方有參考地，上方直接接觸空氣
電場分成兩部分：

一部分電場：信號線 ? 參考地，穿過 PCB   介質

另一部分電場：信號線上方發散到空氣，此時有效介電常數是介質 + 空氣電場的加權平均值： 有效等效介電常數=f (線寬W,介質厚度H)

線寬 W 越寬：信號線越寬，更多電場被束縛在板材介質內部，進入空氣的電場占比下降；
→ 有效等效介電常數變大 → 延時變大；

線寬 W 越窄：電場更容易向上發散到空氣中，空氣占比提升；
→ 有效等效介電常數 變小 → 延時變小。    

@ Frank

根據公式，光速不變，變化的是有效介電常數。表層的走線上方的電場線是穿越到空氣中在回到參考的次外層地平面的，不同的表層線寬感受到的等效介電常數不一樣，所以表層信號速度也不一樣 

@ 歐陽

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