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La velocidad de la señal es la velocidad a la que una onda transporta información. Describe la rapidez con la que se puede comunicar un mensaje (utilizando cualquier método en particular) entre dos partes separadas. Ninguna velocidad de señal puede exceder la velocidad de un pulso de luz en el vacío (por Relatividad Especial ).
La velocidad de la señal suele ser igual a la velocidad del grupo (la velocidad de un "pulso" corto o del medio o "envolvente" de un paquete de ondas). Sin embargo, en algunos casos especiales (p. Ej., Medios diseñados para amplificar las partes frontales de un pulso y luego atenuar la sección posterior del pulso), la velocidad del grupo puede exceder la velocidad de la luz en el vacío, mientras que la velocidad de la señal seguirá siendo ser menor o igual que la velocidad de la luz en el vacío.
En los circuitos electrónicos, la velocidad de la señal es un miembro de un grupo de cinco parámetros estrechamente relacionados. En estos circuitos, las señales generalmente se tratan como si estuvieran operando en modo TEM (Transverse ElectroMagnetic). Es decir, los campos son perpendiculares a la dirección de transmisión y perpendiculares entre sí. Dada esta presunción, las cantidades: velocidad de la señal, el producto de la constante dieléctrica y la permeabilidad magnética, la impedancia característica, la inductancia de una estructura y la capacitancia de esa estructura, están todas relacionadas de manera que si conoce dos, puede calcular el resto. En un medio uniforme, si la permeabilidad es constante, la variación de la velocidad de la señal dependerá únicamente de la variación de la constante dieléctrica.
En una línea de transmisión, la velocidad de la señal es el recíproco de la raíz cuadrada del producto capacitancia-inductancia, donde la inductancia y la capacitancia se expresan típicamente como longitud por unidad. En las placas de circuito fabricadas con material FR-4 , la velocidad de la señal suele ser de unas seis pulgadas (15 cm) por nanosegundo. En las placas de circuito hechas de material de poliimida , la velocidad de la señal es típicamente de aproximadamente 16,3 cm por nanosegundo o 6,146 ps / mm. En estas placas, la permeabilidad suele ser constante y la constante dieléctrica a menudo varía de un lugar a otro, lo que provoca variaciones en la velocidad de la señal. A medida que aumentan las velocidades de datos, estas variaciones se convierten en una preocupación importante para los fabricantes de computadoras.
donde es la permitividad relativa del medio, es la permeabilidad relativa del medio y es la velocidad de la luz en el vacío. La aproximación que se muestra se usa en muchos contextos prácticos porque para los materiales más comunes .
Ver también [ editar ]
- Dispersión (óptica)
- Velocidad frontal
- Velocidad de fase
- Retardo de propagación
- Tiempo de vuelo
- Factor de velocidad
- Constante dieléctrica
Referencias [ editar ]
- Brillouin, Léon. Propagación de ondas y velocidad de grupo . Academic Press Inc., Nueva York (1960).
- Clayton R. Paul, Análisis de líneas de transmisión multiconductoras . Johm Wiley & Sons., Nueva York (1994)
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