تأخيرات الانتشار

تأخير الانتشار هو المدة الزمنية التي تستغرقها الإشارة للوصول إلى وجهتها، على سبيل المثال في المجال الكهرومغناطيسي ، أو سلك، أو غاز ، أو سائل، أو جسم صلب .

• إن الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبر وسط ما يكون لها تأخير انتشار تحدده سرعة الضوء في ذلك الوسط المحدد، أو ما يقارب (حوالي) 1 نانوثانية لكل 29.98 سنتيمتر (11.80 بوصة ) في الفراغ . 
• يبلغ تأخير انتشار الإشارة الكهربائية التي تنتقل عبر سلك حوالي 1 نانوثانية لكل 15 سنتيمترًا (5.9 بوصة) . ^{[ 1 ]} 

انظر أيضًا إلى انتشار الموجات الراديوية ، وعامل السرعة ، وسرعة الإشارة ، والموجة الميكانيكية .

يمكن أن يتراوح تأخير البوابات المنطقية من بيكو ثانية إلى أكثر من 10 نانو ثانية، وذلك تبعًا للتقنية المستخدمة. ^{[ 1 ]} وهو الوقت الفاصل بين استقرار إشارة الدخل واستقرار إشارة الخرج. غالبًا ما يشير المصنّعون إلى الوقت الفاصل بين وصول إشارة الدخل إلى 50% من قيمتها النهائية، ووصول إشارة الخرج إلى 50% من قيمتها النهائية؛ وقد يعتمد هذا على اتجاه تغير القيمة، وفي هذه الحالة يُشار إلى تأخيري الهبوط والصعود بشكل منفصل، _tPHL و _tPLH أو tf _و tr _.

يُتيح تقليل تأخيرات البوابات للدوائر الرقمية معالجة البيانات بسرعة أكبر وتحسين الأداء العام. ويتطلب تحديد تأخير الانتشار لدائرة مُدمجة تحديد أطول مسار لتأخيرات الانتشار من المدخل إلى المخرج، وجمع كل تأخير انتشار على طول هذا المسار.

يعتمد مبدأ الجهد المنطقي على تأخيرات الانتشار لمقارنة التصاميم التي تُنفذ نفس العبارة المنطقية. ويُعدّ اختلاف تأخيرات الانتشار بين العناصر المنطقية السبب الرئيسي للأعطال في الدوائر غير المتزامنة نتيجةً لحالات التزامن غير المتكافئ .

• قد يزداد أو ينقص زمن التأخير مع درجة حرارة التشغيل تبعًا لنوع الجهاز. فمع ارتفاع درجة الحرارة، يقل زمن التأخير في ترانزستورات FinFET نظرًا لاعتمادها العكسي على درجة الحرارة ؛ أما في الأسلاك المعدنية والمواد الموصلة الأخرى، فيزداد زمن التأخير بسبب ارتفاع المقاومة الكهربائية .
• يمكن أن تؤدي الزيادات الطفيفة في جهد التغذية إلى زيادة زمن التأخير، حيث أن جهد عتبة التبديل العلوي V _IH (الذي يُعبر عنه غالبًا كنسبة مئوية من جهد التغذية العالي) يزداد بشكل طبيعي ومتناسب. ^{[ 2 ]}
• كما أن الزيادة في سعة حمل الإخراج، والتي تنتج غالبًا عن وضع أحمال تفرع متزايدة على سلك، ستؤدي أيضًا إلى زيادة تأخير الانتشار.

تؤثر جميع هذه العوامل على بعضها البعض من خلال ثابت زمني RC : أي زيادة في سعة الحمل تزيد من قيمة C، والمقاومة الناتجة عن الحرارة تزيد من قيمة R، كما أن زيادة جهد عتبة التغذية تؤثر على ما إذا كان يلزم أكثر من ثابت زمني واحد للوصول إلى العتبة. إذا تم توصيل خرج بوابة منطقية بمسار طويل أو استُخدم لتشغيل العديد من البوابات الأخرى (عدد كبير من البوابات )، فإن زمن التأخير في الانتشار يزداد بشكل ملحوظ.

في شبكات الحاسوب، يُعرف تأخير الانتشار بأنه الوقت الذي يستغرقه رأس الإشارة للانتقال من المرسل إلى المستقبل. ويمكن حسابه كنسبة بين طول الوصلة وسرعة الانتشار عبر الوسط المحدد.

يُحسب تأخير الانتشار بقسمة المسافة على سرعة انتشار الموجة ( d/s) . في الاتصالات اللاسلكية، s = c ، أي سرعة الضوء . في الأسلاك النحاسية ، تتراوح السرعة s عمومًا بين 0.59c و0.77c. ^{[ 3 ] [ 4 ]} يُعد هذا التأخير العائق الرئيسي أمام تطوير الحواسيب فائقة السرعة، ويُعرف باسم عنق الزجاجة في أنظمة الدوائر المتكاملة.

• تأخير التلوث
• حساب التأخير
• زمن الاستجابة (الهندسة)
• مدة الرحلة
• تأخير الإرسال