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高速信号阻抗匹配技术备忘
资料介绍
高速信号阻抗匹配技术备忘 学习目标 问:高速信号阻抗匹配到底在解决什么问题?能不能用大白话讲清楚? 答:可以。高速信号在PCB上传输的时候,如果走线的特性阻抗与源端和负载端的阻抗不一致,信号在阻抗不连续的地方就会发生反射。反射信号叠加到原始信号上,导致信号波形畸变,接收端可能误判高低电平,从而产生数据错误。阻抗匹配的目的,就是通过合理的走线设计和终端电阻配置,把这种反射降到可以接受的范围内。 问:什么算"高速信号"? 答:判断是否属于高速信号,不能只看信号频率,还要看信号边沿的上升时间。如果信号的上升时间(或下降时间)小于信号在走线上传输时间的两倍,就属于高速信号范畴。以一条10cm长的走线为例,信号传输时间约0.7ns(信号在FR4中的传播速度约每纳秒15cm),如果信号的上升时间小于1.4ns,这条走线就需要做阻抗控制。 基本概念 问:特性阻抗是什么?和普通电阻有什么区别? 答:特性阻抗不是物理上存在的"电阻"元件,而是传输线在传播高频信号时所呈现的一种阻抗特性。它由传输线的几何结构和介质参数决定,包括走线宽度、走线到参考平面的距离、介质介电常数和走线厚度等。特性阻抗的计算公式为Z0 = 87/√(ε+1.41) × ln(5.98h/(0.8w+t))(近似公式,具体取决于传输线类型)。 问:那差分信号呢?差分阻抗又是什么? 答:差分信号由一对等长、等宽、间距固定的走线组成,信号以相反极性传播。差分走线的特性阻抗称为差分阻抗,它与单端走线的阻抗不同。100欧姆差分阻抗是高速差分信号(如PCIe、USB、HDMI)最常见的规格,而单端50欧姆是通用阻抗标准。差分走线还具有良好的共模抑制能力,抗干扰性能优于单端信号。 核心公式 问:阻抗计算的核心公式有哪些?
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