Modi comuni PCB di adattamento dell'impedenza
Jul 15, 2020
Ciò che conta non è la frequenza, ma la pendenza del bordo del segnale, ovvero il tempo di salita / discesa del segnale. Si ritiene generalmente che se il tempo di salita / discesa del segnale (calcolato dal 10% al 90%) è inferiore a 6 volte il ritardo del filo, si tratta di un segnale ad alta velocità e occorre prestare attenzione al confronto dell'impedenza.Il ritardo del filo è generalmente di 150ps / pollice.
L'impedenza caratteristica
Mentre il segnale viaggia lungo una linea di trasmissione, il segnale vede sempre esattamente la stessa impedenza istantanea che viaggia se il segnale viaggia alla stessa velocità lungo la linea e la capacità per unità di lunghezza è la stessa.Poiché l'impedenza rimane costante su tutta la linea di trasmissione, diamo un nome specifico alla caratteristica o caratteristica di una particolare linea di trasmissione, chiamata impedenza caratteristica della linea di trasmissione.L'impedenza caratteristica si riferisce al valore dell'impedenza istantanea vista dal segnale mentre viaggia lungo una linea di trasmissione.L'impedenza caratteristica è correlata allo strato del conduttore PCB, al materiale PCB (costante dielettrica), alla larghezza del filo, alla distanza tra filo e piano e ad altri fattori e non ha nulla a che fare con la lunghezza del filo.L'impedenza caratteristica può essere calcolata tramite software.Nel cablaggio PCB ad alta velocità, l'impedenza di instradamento del segnale digitale è generalmente progettata come 50 ohm, che è un numero approssimativo.Il cavo coassiale è generalmente definito come banda di base da 50 ohm, banda di frequenza da 75 ohm e filo da 100 ohm (differenziale).
Modi comuni di adattamento dell'impedenza
1. Corrispondenza terminale seriale
A condizione che l'impedenza all'estremità della sorgente del segnale sia inferiore all'impedenza caratteristica della linea di trasmissione, una resistenza R è collegata tra l'estremità della sorgente del segnale e la linea di trasmissione in serie per fare in modo che l'impedenza di uscita dell'estremità della sorgente corrisponda alla caratteristica impedenza della linea di trasmissione e impedire che il segnale riflesso dall'estremità del carico rifletta di nuovo.
Principio di selezione della resistenza di adattamento: la somma della resistenza di adattamento e l'impedenza di uscita del driver è uguale all'impedenza caratteristica della linea di trasmissione.Per i driver CMOS e TTL comuni, l'impedenza di uscita varia con il livello del segnale.Pertanto, per i circuiti TTL o CMOS, non è possibile avere una resistenza di adattamento molto corretta, quindi è necessario scendere a compromessi.Le reti di segnali topologia a catena non sono adatte per la corrispondenza dei terminali seriali. Tutti i carichi devono essere collegati all'estremità della linea di trasmissione.
La corrispondenza seriale è il metodo di corrispondenza terminale più comune.Ha il vantaggio di un basso consumo energetico, nessun carico CC aggiuntivo sul driver, nessuna impedenza aggiuntiva tra il segnale e la terra e è richiesto solo un elemento di resistenza.Applicazioni comuni: CMOS comune, adattamento dell'impedenza del circuito TTL.Anche i segnali USB vengono campionati in questo modo per l'adattamento dell'impedenza.
2. Corrispondenza terminale parallela
Quando l'impedenza alla sorgente del segnale è molto piccola, l'impedenza di ingresso all'estremità del carico viene abbinata all'impedenza caratteristica della linea di trasmissione aggiungendo un resistore parallelo per eliminare la riflessione all'estremità del carico.Le forme di realizzazione possono essere divise in singola resistenza e doppia resistenza.
Principio di selezione della resistenza corrispondente: quando l'impedenza di ingresso del chip è molto elevata, per la singola forma di resistenza, il valore di resistenza del giunto del carico deve essere vicino o uguale all'impedenza caratteristica della linea di trasmissione;Per le forme a doppia resistenza, ogni resistenza di shunt è il doppio dell'impedenza caratteristica della linea di trasmissione.
I vantaggi della corrispondenza di terminali paralleli sono semplici e facili, ma gli ovvi svantaggi sono che porterà un consumo di corrente continua: il consumo di corrente continua della modalità a resistenza singola è strettamente correlato al rapporto di funzionamento del segnale;La modalità a doppia resistenza ha un consumo di corrente continua, indipendentemente dal fatto che il segnale sia di livello alto o basso, ma la corrente è la metà inferiore rispetto alla modalità a resistenza singola.
Applicazione comune: il segnale ad alta velocità è ampiamente utilizzato.
(1) DDR, DDR2 e altre unità SSTL.Singola resistenza, in parallelo a VTT (generalmente metà di IOVDD).La resistenza di adattamento parallelo del segnale dati DDR2 è integrata nel chip.
(2) Interfacce dati seriali AD ALTA VELOCITÀ come TMDS.Sotto forma di singola resistenza, il ricevitore è collegato in parallelo a IOVDD con un'impedenza single-end di 50 ohm (100 ohm tra coppie differenziali).