PCB Běžné způsoby porovnávání impedancí
Jul 15, 2020
Nezáleží na frekvenci, ale na strmosti okraje signálu, tj. Době náběhu / pádu signálu. Obecně se předpokládá, že pokud je doba nárůstu / poklesu signálu (počítáno 10% - 90%) kratší než 6násobek zpoždění drátu, jedná se o vysokorychlostní signál a je třeba věnovat pozornost přizpůsobení impedance.Zpoždění drátu je obvykle 150 s / palec.
Charakteristická impedance
Jak se signál pohybuje po přenosové lince, signál vždy vidí přesně stejnou okamžitou impedanci jako se pohybuje, pokud se signál pohybuje stejnou rychlostí po celé lince a kapacita na jednotku délky je stejná.Protože impedance zůstává po celé přenosové lince konstantní, dáme charakteristice nebo charakteristice konkrétní přenosové linky specifické jméno, které se nazývá charakteristická impedance přenosové linky.Charakteristická impedance se týká hodnoty okamžité impedance, kterou signál pozoruje, když putuje po přenosové lince.Charakteristická impedance souvisí s vrstvou vodiče PCB, materiálem PCB (dielektrická konstanta), šířkou drátu, vzdáleností mezi drátem a rovinou a dalšími faktory a nemá nic společného s délkou drátu.Charakteristickou impedanci lze vypočítat pomocí softwaru.Ve vysokorychlostním zapojení PCB je směrovací impedance digitálního signálu obecně navržena jako 50 ohmů, což je přibližné číslo.Koaxiální kabel je obecně definován jako základní pásmo 50 ohmů, frekvenční pásmo 75 ohmů a lanko 100 ohmů (diferenciální).
Běžné způsoby přizpůsobování impedance
1. Srovnání sériových terminálů
Za podmínky, že impedance na konci zdroje signálu je nižší než charakteristická impedance přenosového vedení, je mezi konec zdroje signálu a přenosové vedení zapojen odpor R v sérii, aby výstupní impedance zdroje na konci odpovídala charakteristice impedance přenosového vedení a zabránit zpětnému odrazu signálu odráženého zpět od zátěžového konce.
Princip výběru přizpůsobeného odporu: součet vyrovnávacího odporu a výstupní impedance ovladače se rovná charakteristické impedanci přenosového vedení.U běžných ovladačů CMOS a TTL se výstupní impedance mění podle úrovně signálu.Proto u obvodů TTL nebo CMOS není možné mít velmi správný odpor odpovídající, takže musíte kompromisovat.Signální sítě s topologií řetězce nejsou vhodné pro párování sériových terminálů. Všechna zatížení musí být připojena na konec přenosové linky.
Sériové párování je nejčastější metoda přiřazování terminálů.Výhodou je nízká spotřeba energie, žádné další stejnosměrné zatížení řidiče, žádná další impedance mezi signálem a zemí a je vyžadován pouze jeden odporový prvek.Běžné aplikace: společné CMOS, vyrovnávání impedance obvodu TTL.USB signály jsou také vzorkovány tímto způsobem pro impedanční přizpůsobení.
2. Paralelní párování
Když je impedance na zdroji signálu velmi malá, je vstupní impedance na konci zátěže přizpůsobena charakteristické impedanci přenosového vedení přidáním paralelního odporu, aby se eliminoval odraz na konci zátěže.Realizační formy lze rozdělit na jeden odpor a dvojitý odpor.
Princip výběru odpovídajících odporů: pokud je vstupní impedance čipu velmi vysoká, musí být hodnota pro společný odpor zátěže pro jednotlivé formy odporu blízká nebo rovna charakteristické impedanci přenosového vedení;U forem s dvojitým odporem je každý odpor bočníku dvojnásobkem charakteristické impedance přenosového vedení.
Výhody paralelního přiřazování svorek jsou jednoduché a snadné, ale zjevné nevýhody spočívají v tom, že přinese stejnosměrnou spotřebu: stejnosměrná spotřeba stejnosměrného režimu úzce souvisí s poměrem výkonu signálu;Režim s duálním odporem má stejnosměrnou spotřebu bez ohledu na to, zda je signál na vysoké úrovni nebo na nízké úrovni, ale proud je o polovinu menší než režim jednoho odporu.
Běžné použití: široce se používá vysokorychlostní signál.
(1) Jednotky DDR, DDR2 a další jednotky SSTL.Jeden odpor, paralelně s VTT (obvykle polovina IOVDD).Do čipu je zabudován paralelní přizpůsobovací odpor datového signálu DDR2.
(2) VYSOKÁ RYCHLOST sériových datových rozhraní, jako je TMDS.Ve formě jediného odporu je přijímač připojen paralelně k IOVDD s jedinou koncovou impedancí 50 ohmů (100 ohmů mezi diferenciálními páry).