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差分信号--4

chrent021  发表于 2008/8/28 16:15:22      875 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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再次假定高速环境中,如果差分线彼此紧挨着布线(为了使其下方的环路面积最小化)那么走线将彼此耦合。如果走线足够长以至于端接成为一个问题,这种耦合就会影响到确切的端接阻抗5的计算。原因是:考虑一个差分线对,线1 和线2。假使它们分别携带信号V1 V2。因为它们是差分线,V2=V1*V1 在线1 引起一个电流I1 V2在线2 引起一个电流I2。电流必然是从欧姆定律导出,I=V/Z0,这里Z0 是走线的特征阻抗。现在线1(举例)携带的电流事实上由i1 k*i2 组成,这里k 是线1 与线2 间的耦合比例。这表明这种耦合的最终效果是线1 上的一个明显的阻抗,这个阻抗等于Z=Z0-Z12这里Z12 由线1 与线2 间的互耦6引起。如果线1 和线2 分得很开,它们之间的耦合就很小,确切的端接阻抗就只是Z0,单端走线的特征阻抗。但是如果走线靠的更近,它们之间的耦合就会增加,这样走线的阻抗与这种耦合成比例地减小。这就是说确切的走线端接(为了防止反射)为Z0-Z12,或者某个小于Z0 的值。这对差分对的两根走线都适用。因为没有流经地的电流(大概这是个假设)那么端接电阻被连接在线1 和线2 之间,且确切的端接阻抗算得是2(Z0-Z12)。这个值经常被叫做差分阻抗”7

设计规则3

差分阻抗因互耦而变,而互耦因线距而变。因此在任何情况下,走线阻抗,也就是互耦,在全线为常数是很重要的。这就得到了我们的第三个规则:(差分对的)线距必须在全线为常数。

注意对差分阻抗的影响只是规则2 的推论。差分阻抗根本不是与生俱来的。我们要把差分线彼此靠近布线与EMI 和噪声免疫有关。它对线确切端接以及线距一致性的影响的事实只不过是为了EMI 控制而将走线彼此靠近布线的一个推论8

结论

差分信号有几个优点,它们中的三个是(a)与电源系统有效隔离,(b)对噪声免疫,和(c)增强信噪比。与电源系统(特别是系统地)隔离依赖于差分线上的信号真正地大小相等且极性相反。这个假定也许不成立,如果差分对中单个线长不完全匹配。对噪声的免疫经常依赖于走线的紧耦合。这将依次影响到为防止反射而对走线进行正确的端接的值,以及如果走线必须紧耦合,通常也是需要的,它们的间距必须全线为常数。
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