Что такое характеристический импеданс?
Характеристический импеданс предназначен для сигналов переменного тока (или высокочастотных сигналов). Характеристический импеданс — это концепция долговременной передачи. Во время передачи сигнала в линии передачи в точке поступления сигнала будет разрыв между линией передачи и опорной плоскостью. Образуется электрическое поле. Из-за существования электрического поля мгновенно генерируется небольшой ток, и этот небольшой ток существует в каждой точке линии передачи. В то же время сигнал также имеет определенное напряжение, поэтому в процессе передачи сигнала каждая точка линии передачи будет эквивалентна сопротивлению, которое является характеристическим сопротивлением линии передачи, о котором мы упоминали.
Непрерывность характеристического сопротивления (ρ) в основном зависит от стабильности соотношения параметров распределения L{{0}} и C0. Мы все знаем закон Ома: U=RI, где R — сопротивление или резистивная нагрузка, в Омах (Ом). Сопротивление связано с удельным сопротивлением (также известным как проводимость) металлических материалов, но при передаче высокочастотных сигналов нам также необходимо понимать передачу физической среды (например, витой пары, коаксиального провода, волновода), которая передает Высокочастотные сигналы Характеристики, отличающиеся от низкочастотных сигналов. Эта характеристика передачи связана с проводящим материалом передающей среды (например, медь или серебро), проводимостью (удельным сопротивлением), геометрической формой (чаще всего цилиндрической), распределенной индуктивностью (L0), распределенной емкостью (C0). , изоляционный материал (диэлектрическая проницаемость) и т. д. связаны между собой, но при передаче низкочастотного сигнала часто не учитывается влияние этих параметров распределения и диэлектрической проницаемости изолирующего материала.
Зачем проверять характеристический импеданс?
Когда луч света падает из воздуха в воду, он отражается, поскольку световодные характеристики света и воды различны. Аналогично, при передаче сигнала, если характеристическое сопротивление линии передачи изменится, также произойдет отражение. Длина волны обратно пропорциональна частоте. Длина волны низкочастотного сигнала намного больше длины линии передачи, поэтому проблему отражения вообще не приходится рассматривать. В высокочастотной области, когда длина волны сигнала и длина линии передачи имеют одинаковую величину, отраженный сигнал легко совместить с исходным сигналом, что влияет на качество сигнала. Согласование импеданса может эффективно уменьшить и устранить отражение высокочастотного сигнала, поэтому нам необходимо проверить характеристический импеданс и определить сбалансированное и стабильное значение, чтобы улучшить явление плохого испытания, вызванное отражением. Поэтому стабильность импеданса очень важна для управления характеристиками линии дифференциального сигнала. Импеданс очень важен для целостности высокоскоростных цифровых сигналов, поскольку значение характеристического импеданса будет влиять на глазковую диаграмму дифференциального сигнала, ширину полосы сигнала, сигнал. джиттер и напряжение помех на сигнальной линии.
Проблема согласования импеданса USB; почему характеристическое сопротивление USB составляет 90 Ом
В соответствии с тем, почему вам необходимо проверить упомянутое здесь сопротивление, если вам нужно получить квалифицированное сопротивление, вам необходимо выполнить согласование импеданса. Если ваш USB-интерфейс используется для передачи данных и скорость находится в высокоскоростном диапазоне, вам необходимо подключить USB-кабель для передачи данных к печатной плате. Для согласования импеданса вы можете специально спроектировать дифференциальное сопротивление около 90 Ом, что составляет только для пары линий, передающих данные; если требования к скорости не высоки, конечно, это не проблема, если импеданс не используется, но в высокоскоростных приложениях стабильность и скорость будут иметь влияние. Многие высокоскоростные сигнальные линии, такие как сигнальные линии CVBS с характеристическое сопротивление 75 Ом, линии передачи данных LVDS с характеристическим сопротивлением 100 Ом и высокоскоростные линии передачи данных USB с характеристическим сопротивлением 90 Ом. В процессе передачи сигнала путь каждого шага имеет соответствующее переходное сопротивление. Если переходное сопротивление, ощущаемое электрическим сигналом, передаваемым по соединительной линии, изменится, одна часть будет продолжать действовать, а другая часть будет отражаться обратно к источнику. Поскольку требуемое характеристическое сопротивление каждой сигнальной линии непостоянно, а сопротивление источника сигнала не совпадает. Когда внутреннее сопротивление источника меньше внутреннего сопротивления линии передачи, возникнет звон, то есть перерегулирование и перегрузка линии передачи. Чрезмерное превышение может привести к повреждению устройства. Если внутреннее сопротивление источника превышает полное сопротивление линии передачи, произойдет недорегулирование, что приведет к тому, что логика схемы окажется в неопределенном состоянии, что может привести к неправильной оценке или потере сигнала.
Все согласующие резисторы, упомянутые в Интернете, работают на полной и низкой скорости.
Я только что упомянул проблему согласования импедансов. Я думаю, нам стоит открыть окно. Далее открываем дверь. Наш сигнал USB обычно является дифференциальным сигналом. Дифференциальный сигнал представляет собой две положительные и отрицательные дорожки, фаза между ними. Разница в 180 градусов может подавлять синфазные помехи (один и тот же источник помех формирует одинаковую форму помехи для двух сигналов, и, наконец, один положительный и один отрицательный будут смещение), а также может увеличить амплитуду сигнала (одну положительную и одну отрицательную, обе амплитуды эквивалентны удвоенной амплитуде на проводе). Дифференциальные сигналы также имеют два способа жесткой связи и слабой связи. Между двумя проводами можно установить слабую связь, чтобы избежать связи (перекрестных помех) между ними. При плотном соединении два провода могут располагаться очень близко, независимо от того, сильно или слабо соединены, дифференциальный сигнал в основном полагается на заземляющую плоскость в качестве обратного пути; давайте поговорим о коаксиальном импедансе 50 Ом. Я не знаю его происхождения, но большинство РЧ-инструментов, микросхем, деталей и т. д. разработаны в соответствии с сопротивлением 50 Ом, чтобы соответствовать 50-омным приборам, микросхемам, деталям и т. д., 50-омным разъемам, дорожкам печатной платы, для подключения необходимы соединительные провода и т. д., чтобы радиочастотный сигнал можно было передать другому на максимальной мощности на одном конце. Кроме того, здесь имеется дорожка печатной платы сопротивлением 50 Ом, 50 Ом — это характеристическое сопротивление дорожки; Фактически, 90-омный USB, определенный сегодня, на самом деле является ассоциацией, проверяющей ширину дорожек печатной платы, расстояние и плату в соответствии с дизайном приложения. Параметры, на самом деле, я думаю, что USB действительно может быть выполнен с сопротивлением 100 Ом, но лучшие данные проверки в передовой лаборатории - это 90 Ом, поэтому различные разъемы и кабели сзади могут быть изготовлены только с сопротивлением 90 Ом. Если наши родные Если плата сделана из 100 Ом или чего-то другого, то при передаче сигнала будут возникать отражения, и возникнет описанная выше проблема согласования импедансов.
О нас
