Скорость сигнала — это скорость, с которой волна переносит информацию. Он описывает, насколько быстро сообщение может быть передано (используя любой конкретный метод) между двумя отдельными сторонами. Никакая скорость сигнала не может превышать скорость светового импульса в вакууме (по специальной теории относительности ).
Скорость сигнала обычно равна групповой скорости (скорости короткого «импульса» или середины или «огибающей» волнового пакета). Однако в некоторых особых случаях (например, в средах, предназначенных для усиления передних частей импульса и последующего ослабления задней части импульса) групповая скорость может превышать скорость света в вакууме, в то время как скорость сигнала все равно будет быть меньше или равна скорости света в вакууме.
В электронных схемах скорость сигнала является одним из пяти тесно связанных параметров. В этих схемах сигналы обычно рассматриваются как работающие в режиме TEM (поперечно-электромагнитного). То есть поля перпендикулярны направлению передачи и перпендикулярны друг другу. Учитывая это предположение, величины: скорость сигнала, произведение диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости, характеристический импеданс, индуктивность структуры и емкость этой структуры - все связаны так, что, зная любые две, вы можете вычислить остальные. В однородной среде, если проницаемость постоянна, то изменение скорости сигнала будет зависеть только от изменения диэлектрической проницаемости.
В линии передачи скорость сигнала является обратной величиной квадратного корня из произведения емкости на индуктивность, где индуктивность и емкость обычно выражаются на единицу длины. В печатных платах из материала FR-4 скорость сигнала обычно составляет около шести дюймов (15 см) в наносекунду, или 6,562 пс/мм. В печатных платах из полиимида скорость сигнала обычно составляет около 16,3 см в наносекунду или 6,146 пс/мм. В этих платах проницаемость обычно постоянна, а диэлектрическая проницаемость часто меняется от места к месту, вызывая изменения в скорости сигнала. По мере увеличения скорости передачи данных эти различия становятся серьезной проблемой для производителей компьютеров.
где – относительная диэлектрическая проницаемость среды, – относительная проницаемость среды, – скорость света в вакууме. Показанное приближение используется во многих практических целях, поскольку для большинства распространенных материалов .
