Maneiras comuns de PCB de correspondência de impedância
Jul 15, 2020
O que importa não é a frequência, mas a inclinação da margem do sinal, ou seja, o tempo de subida / descida do sinal. Geralmente, acredita-se que, se o tempo de subida / descida do sinal (calculado em 10% a 90%) for inferior a 6 vezes o atraso do fio, é um sinal de alta velocidade, e deve-se prestar atenção à correspondência de impedâncias.O atraso do fio geralmente é de 150ps / polegada.
A impedância característica
À medida que o sinal viaja ao longo de uma linha de transmissão, o sinal sempre vê exatamente a mesma impedância instantânea que viaja se o sinal viaja na mesma velocidade por toda a linha e a capacitância por unidade de comprimento é a mesma.Como a impedância permanece constante em toda a linha de transmissão, atribuímos um nome específico à característica ou característica de uma linha de transmissão específica, denominada impedância característica da linha de transmissão.Impedância característica refere-se ao valor da impedância instantânea vista pelo sinal enquanto viaja ao longo de uma linha de transmissão.A impedância característica está relacionada à camada condutora de PCB, material de PCB (constante dielétrica), largura do fio, distância entre o fio e o plano e outros fatores, e não tem nada a ver com o comprimento do fio.A impedância característica pode ser calculada usando o software.Na fiação de PCB de alta velocidade, a impedância de roteamento do sinal digital geralmente é projetada como 50 ohms, que é um número aproximado.O cabo coaxial é geralmente definido como banda base de 50 ohms, banda de frequência de 75 ohms e 100 ohms (diferencial).
Maneiras comuns de correspondência de impedâncias
1. Correspondência de terminal serial
Sob a condição de que a impedância na extremidade da fonte de sinal seja menor que a impedância característica da linha de transmissão, uma resistência R é conectada entre a extremidade da fonte de sinal e a linha de transmissão em série para fazer com que a impedância de saída da extremidade da fonte corresponda à característica impedância da linha de transmissão e impedir que o sinal refletido no final da carga reflita novamente.
Princípio de seleção da resistência de correspondência: a soma da resistência de correspondência e a impedância de saída do motorista é igual à impedância característica da linha de transmissão.Para drivers CMOS e TTL comuns, a impedância de saída varia com o nível do sinal.Portanto, para circuitos TTL ou CMOS, não é possível ter uma resistência de correspondência muito correta, portanto, você deve comprometer.As redes de sinal de topologia em cadeia não são adequadas para correspondência de terminal serial. Todas as cargas devem ser conectadas ao final da linha de transmissão.
A correspondência serial é o método de correspondência terminal mais comum.Possui a vantagem de baixo consumo de energia, sem carga CC adicional no driver, sem impedância adicional entre o sinal e o terra e apenas um elemento de resistência é necessário.Aplicações comuns: CMOS comum, correspondência de impedância do circuito TTL.Os sinais USB também são amostrados dessa maneira para correspondência de impedância.
2. Correspondência de terminais paralelos
Quando a impedância na fonte de sinal é muito pequena, a impedância de entrada no final da carga é comparada com a impedância característica da linha de transmissão, adicionando um resistor paralelo para eliminar a reflexão no final da carga.As formas de realização podem ser divididas em resistência única e resistência dupla.
Princípio de seleção da resistência correspondente: quando a impedância de entrada do chip é muito alta, para a forma de resistência única, o valor da resistência da carga da junta deve ser próximo ou igual à impedância característica da linha de transmissão;Para formas de dupla resistência, cada resistência de derivação é duas vezes a impedância característica da linha de transmissão.
As vantagens da correspondência de terminais paralelos são simples e fáceis, mas as desvantagens óbvias são que isso trará consumo de energia CC: o consumo de energia CC do modo de resistência única está intimamente relacionado à taxa de serviço do sinal;O modo de resistência dupla tem consumo de energia CC, independentemente do sinal ser de nível alto ou baixo, mas a corrente é metade menor que o modo de resistência única.
Aplicação comum: o sinal de alta velocidade é amplamente utilizado.
(1) DDR, DDR2 e outras unidades SSTL.Resistência única, em paralelo ao VTT (geralmente metade do IOVDD).A resistência de correspondência paralela do sinal de dados DDR2 está embutida no chip.
(2) interfaces de dados seriais de ALTA VELOCIDADE, como TMDS.Na forma de resistência única, o receptor é conectado em paralelo ao IOVDD com uma impedância de extremidade única de 50 ohms (100 ohms entre pares diferenciais).