差分对信号分析:澄清信号和路由
你曾经试图说服自己去睡,思考量子物理学吗?嗯,我没有;但是,我希望我可以。毕竟,量子物理是很酷的东西像弦理论和反物质。正电子和反质子似乎电子和质子的失散多年的兄弟。不幸的是,每个人都有相反的电荷和磁特性,当他们聚在一起的家庭picture-find不同,消失在一个科学fiction-like-flash的能量。
也许,仅仅是也许,flash的能量会导致另一个宇宙中PCB设计团队从不担心微分对和阻抗匹配。在这里,然而,在我们的现实中,我们需要把我们的分歧放到一边,用微分信号。
差分对信号分析:移动过去的分歧
微分信号传输信息的一对耦合PCB的痕迹。路由跟踪建立一个平衡的传输系统,携带整个PCB大小相等,方向相反的微分信号。一行有信号,另一行互补,平等,相反的图像信号。因此,微分痕迹总是携带补充电压和电流,同时拥有平等的传播延迟。任何接收电路响应这两个信号之间的区别。
从设计的角度来看,微分信号提供了几个关键的好处。第二个跟踪作为参考第一,电路不需要参考电压。使用微分对也消除了shared-impedance耦合可能发生如果你的设计将发射机和接收机在相同的包中。此外,微分信号减少电磁干扰产生的信号对和仍然免疫共模电噪音。
对称信号传播,耦合传输线对发生在偶数和奇数模式。虽然虽然常见——模式信号有一个平等的阶段和相同的极性,奇模信号产生相反的阶段和不同的极性两行。在这两种情况下,信号的振幅保持不变。奇怪的模式,一个信号夫妇从一个到另一个线的传输对和从源移动到匹配负载。尽管一些信号流回源,没有尽头的信号返回匹配负载。甚至模式之间的信号导体携带相同的极性和痕迹之间的共同点。
通过阻抗
在进一步深入之前,让我们来重新审视阻抗。而言,任何传输线阻抗看起来像一个电阻器和仍然是独立的长度。我们从两个角度考虑阻抗。瞬时阻抗代表阻抗信号认为它沿着传输线传播。如果我们画了一个输电线路和明显的间隔线,我们可以看到不同的瞬时值阻抗在每一个时间间隔。然而,输电线路,均匀截面产生一个恒定的瞬时阻抗在每个时间间隔。
确保阻抗与微分对在您的设计是一个重要的任务
特性阻抗代表单一值描述整个的瞬间阻抗,统一的输电线路。换句话说,看到一个值信号的瞬时阻抗沿直线传播。阻抗传输线的特性阻抗。
我们可以把传输线输入阻抗的两种不同的方式。如果我们查看输入阻抗在时域中,我们看到一个阻抗随时间根据源阻抗,信号的上升时间,和输电线路的时间延迟。在频域中,阻抗仍然稳定在任何单一频率。
当我们设计与高频率操作的多氯联苯和微分信号,我们必须使用一个精确的方法跟踪宽度,厚度,和路由占单端阻抗,差分阻抗和共模阻抗。
单端阻抗代表跟踪对地阻抗引用。差分阻抗是指两个微分之间的电感和电容阻抗发现痕迹,等于电压对电流的比例微分。每个跟踪的阻抗微分对地面的引用。共模阻抗发生与两人并行驱动的同源性疾病。
微分阻抗匹配
现在,让我们去进一步在我们考虑的行为奇怪的模式,甚至模式阻抗。差分阻抗除以两个收益率的奇模阻抗值跟踪变得相关当我们考虑如何匹配阻抗。奇模模式阻抗总是有一个低阻抗值甚至比模式。
甚至模式阻抗等于一行的阻抗与两人由一个共同的信号。减少之间的距离增加奇模电流,但减少痕迹奇模阻抗。甚至当我们使用模式信号,减少痕迹之间的距离减少甚至模式当前甚至增加模式阻抗。
阻抗不平衡使共模电流的参考线。不过,反过来,精确平衡抵消在PCB设计共模电流的流动。这种平衡发生通过使用痕迹,有相同的宽度,长度,厚度,高度。
整个电路的阻抗匹配的产量所需的低电压驻波比(电压驻波比)。电路与低电压驻波比权力交接的最大数量从源到负载。如果你达到50-Ω特性阻抗的电路设计、射频信号功率传输效率从源到负载。一些信号反射发生。任何阻抗失配导致跟踪问题,如振铃和反思的能力,减少电路传输能量。
频率和跟踪厚度差的路由
各种因素突显出,高频阻抗的影响。让我们考虑一个简单的例子。1厘米的厚0.25来看跟踪电路操作10 MHz的阻抗大约0.55欧姆。虽然小,但阻抗引入了系统误差1%到50Ω的特性阻抗。不过,您可以控制的影响高频阻抗的厚度和宽度与微量导体、介质衬底的厚度和介电常数的基质影响阻抗。
设置你的微分成功的痕迹。
跟踪方向的突然变化会引起阻抗或介电常数的变化可以改变整个PCB的长度或宽度。频率和温度的变化也会导致介电常数改变。每个方差影响射频电路的特性阻抗。
而不是需要一个特定的差分阻抗、PCB路由微分信号的目的是确保完整的信号到达目标。缺乏适当的终止在电路处理数据或时钟信号允许反射发生。系列终止只能与时钟信号和终止的地方附近结束。使用近端串联终止导致司机看到电路作为分压器。振幅在终止后司机减少一半。当信号的传输线,整个信号反映了振幅和恢复。
当你与你的PCB设计工作时,您可以将两端并联终端的微分。自微分对输电线路的工作,你也可以把终端只在输电线路的远端。无论位置,您应该将终止尽可能接近源或目标。
不要满足于任何不到成功设计和分析与微分对。利用OrCAD PCB设计者为了得到最准确的布局和分析结果,确保匹配阻抗以及任何其他设计需要你需要验证。
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