tiempo de propagación

El tiempo de propagación es el intervalo entre el momento en que una señal sale de un punto en un circuito y el momento en que llega a otro punto. En la práctica, esto significa el retardo introducido por la distancia física que la señal debe recorrer, ya sea a través de pistas de cobre en una placa de circuito, a través de un cable coaxial o a través del espacio libre. Para los circuitos digitales, este tiempo es importante porque afecta directamente si las señales llegan cuando el receptor las espera.

La velocidad de propagación depende del medio. Las señales eléctricas viajan a través de un cable de cobre a aproximadamente 0.66 a 0.77 veces la velocidad de la luz en el vacío, lo que equivale a aproximadamente 200 millones de metros por segundo en materiales y cables de PCB típicos. Esto a menudo se denomina factor de velocidad. Para una pista de 30 centímetros en una placa de circuito, espere aproximadamente 1.5 nanosegundos de retardo de propagación. En las telecomunicaciones de larga distancia, donde los cables abarcan kilómetros, el tiempo de propagación se convierte en una limitación significativa para la sincronización de tiempos.

Dónde el tiempo de propagación crea problemas

En los sistemas digitales síncronos, el retardo de propagación se suma a los retardos de puerta para determinar la frecuencia máxima del reloj. Si una señal debe propagarse de un chip lógico a otro y viceversa dentro de un solo ciclo de reloj, el tiempo de propagación resta directamente del tiempo de procesamiento lógico disponible. Por lo tanto, los diseños de alta velocidad enrutan cuidadosamente las rutas críticas, minimizan las longitudes de los cables y, a veces, utilizan repetidores o búferes intermedios para dividir los largos retardos de propagación en segmentos más pequeños.

El tiempo de propagación también es importante en la arbitraje de bus, los sistemas de control en tiempo real y cualquier circuito donde dos puntos distantes deben coordinarse. Una señal de control que viaja a través de 100 metros de cable introduce aproximadamente 500 nanosegundos de retardo, lo que puede causar ventanas de tiempo perdidas en operaciones a escala de microsegundos. En las líneas de transmisión que transportan señales analógicas o de alta frecuencia, los tiempos de propagación desiguales entre diferentes conductores (llamado skew) pueden corromper la integridad de la señal.

El término a veces se confunde con latencia, que es más amplio: la latencia incluye el tiempo de propagación más cualquier retardo de procesamiento o almacenamiento en búfer. El tiempo de propagación es puramente la consecuencia geométrica y física de la distancia y el medio.