PCB uobičajeni načini podudaranja impedancije

Ono što je važno nije frekvencija, već strmina ruba signala, odnosno vrijeme porasta / pada signala. Općenito se vjeruje da ako je vrijeme porasta / pada signala (izračunato od 10% do 90%) manje od 6 puta kašnjenja žice, to je signal velike brzine, a pažnja se mora obratiti na podudaranje impedancije.Kašnjenje žica je obično 150ps / inča.

Karakteristična impedancija

Dok signal putuje duž prijenosne linije, signal uvijek vidi točno istu trenutačnu impedansu kao što putuje ako signal putuje jednakom brzinom po cijeloj liniji, a kapacitet po jedinici duljine je isti.Budući da impedancija ostaje konstantna u cijelom dalekovodu, dajemo specifično ime svojstvu ili karakteristikama određenog dalekovoda, nazvanom karakteristična impedancija dalekovoda.Karakteristična impedancija odnosi se na vrijednost trenutne impedance koju vidi signal dok putuje duž dalekovoda.Karakteristična impedancija povezana je sa slojem vodiča PCB-a, materijalom PCB-a (dielektrična konstanta), širinom žice, udaljenosti između žice i ravnine i drugim faktorima i nema nikakve veze s duljinom žice.Karakteristična impedancija može se izračunati pomoću softvera.Kod brzih PCB ožičenja impedancija usmjeravanja digitalnog signala općenito je oblikovana kao 50 ohma, što je približan broj.Koaksijalni kabel općenito se definira kao osnovni opseg od 50 ohma, frekvencijski opseg 75 ohma i 100 ohm nanizani (diferencijal).

Uobičajeni načini podudaranja impedance

1. Serijsko podudaranje terminala

Pod uvjetom da je impedancija na kraju izvora signala manja od karakteristične impedance dalekovoda, otpor R povezan je između kraja izvora signala i prijenosnog voda u nizu kako bi izlazna impedancija kraja izvora odgovarala karakterističnoj impedancija dalekovoda i sprječavaju da se signal koji se odbija nazad s kraja opterećenja ponovno reflektira.

Načelo odabira odgovarajućeg otpora: zbroj odgovarajućih otpora i izlazne impedance vozača jednak je karakterističnoj impedanciji dalekovoda.Za uobičajene CMOS i TTL upravljačke programe, izlazna impedancija varira s razinom signala.Stoga za TTL ili CMOS sklopove nije moguće imati vrlo ispravan podudarajući otpor, pa morate praviti kompromise.Lančane topološke signalne mreže nisu prikladne za podudaranje serijskog terminala. Sva opterećenja moraju biti spojena na kraj dalekovoda.

Serijsko podudaranje najčešća je metoda podudaranja terminala.Prednost mu je mala potrošnja energije, nema dodatnog istosmjernog opterećenja na vozaču, nema dodatne impedance između signala i zemlje, a potreban je samo jedan element otpora.Uobičajene primjene: zajedničko podudaranje impedancije kruga CMOS i TTL.USB signali se uzorkuju na ovaj način za usklađivanje impedancije.

2. Paralelno podudaranje terminala

Kada je impedancija na izvoru signala vrlo mala, ulazna impedancija na kraju opterećenja podudara se s karakterističnom impedancijom dalekovoda dodavanjem paralelnog otpora da bi se eliminirao odraz na kraju opterećenja.Oblici realizacije mogu se podijeliti u jednostruki i dvostruki otpor.

Načelo odabira odgovarajućeg otpora: kada je ulazna impedancija čipa vrlo visoka, za pojedinačni oblik otpora vrijednost zajedničkog otpora opterećenja mora biti blizu ili jednaka karakterističnoj impedanciji dalekovoda;Za oblike dvostrukog otpora, svaki otporni kut dvostruko je karakterističniji impedanciji dalekovoda.

Prednosti paralelnog podudaranja terminala su jednostavne i jednostavne, ali očigledni nedostaci su u tome što će donijeti istosmjernu potrošnju energije: jednosmjerna potrošnja jednostrukog otpora usko je povezana s radnim omjerom signala;Način dvostrukog otpora ima potrošnju istosmjerne struje bez obzira je li signal visokog ili niskog nivoa, ali struja je upola manja od načina jednostrukog otpora.

Uobičajena primjena: signal velike brzine se široko koristi.

(1) DDR, DDR2 i ostali SSTL pogoni.Jedan otpor, paralelno s VTT (uglavnom polovina IOVDD).Otpor paralelnog podudaranja DDR2 podatkovnog signala ugrađen je u čip.

(2) Visoko-brza serijska sučelja podataka, kao što su TMDS.U obliku jednostrukog otpora, prijemnik je spojen paralelno na IOVDD s jednostrukom impedancijom od 50 ohma (100 ohma između diferencijalnih parova).