PCB Genel Empedans Eşleme Yolları
Jul 15, 2020
Önemli olan frekans değil, sinyalin kenarının dikliği, yani sinyalin yükselme / düşme süresidir. Genellikle sinyalin yükselme / düşme süresinin (% 10 ~% 90 olarak hesaplanır) tel gecikmesinin 6 katından az olması durumunda, yüksek hızlı bir sinyal olduğuna ve empedans eşleşmesine dikkat edilmesi gerektiğine inanılmaktadır.Tel gecikmesi genellikle 150ps / inç'tir.
Karakteristik empedans
Sinyal bir iletim hattı boyunca ilerledikçe, sinyal hat boyunca aynı hızda hareket ediyorsa ve birim uzunluk başına kapasitans aynı ise, sinyal her zaman aynı anlık empedansı görür.Empedans iletim hattı boyunca sabit kaldığından, iletim hattının karakteristik empedansı olarak adlandırılan belirli bir iletim hattının karakteristiğine veya karakteristiğine özel bir isim veriyoruz.Karakteristik empedans, bir iletim hattı boyunca hareket ederken sinyal tarafından görülen anlık empedansın değerini ifade eder.Karakteristik empedans PCB iletken katmanı, PCB malzemesi (dielektrik sabiti), tel genişliği, tel ve düzlem arasındaki mesafe ve diğer faktörlerle ilgilidir ve tel uzunluğu ile ilgisi yoktur.Karakteristik empedans yazılım kullanılarak hesaplanabilir.Yüksek hızlı PCB kablolamasında, dijital sinyalin yönlendirme empedansı genellikle yaklaşık bir ohm olan 50 ohm olarak tasarlanmıştır.Koaksiyel kablo genellikle 50 ohm taban bandı, 75 ohm frekans bandı ve 100 ohm çok telli (diferansiyel) olarak tanımlanır.
Empedans eşleştirmenin yaygın yolları
1. Seri terminal eşleşmesi
Sinyal kaynağı ucundaki empedansın iletim hattının karakteristik empedansından daha düşük olması koşuluyla, kaynak ucunun çıkış empedansını karakteristik ile eşleştirmek için sinyal kaynağı ucu ile iletim hattı arasına seri olarak bir direnç R bağlanır iletim hattının empedansı ve yük ucundan geri yansıyan sinyalin tekrar yansımasını önler.
Eşleştirme direnci seçim prensibi: eşleşen direnç ve sürücünün çıkış empedansının toplamı, iletim hattının karakteristik empedansına eşittir.Genel CMOS ve TTL sürücüler için, çıkış empedansı sinyal seviyesine göre değişir.Bu nedenle, TTL veya CMOS devreleri için çok doğru bir eşleşme direncine sahip olmak mümkün değildir, bu yüzden taviz vermeniz gerekir.Zincir topolojisi sinyal ağları seri terminal eşleşmesi için uygun değildir. Tüm yükler iletim hattının sonuna bağlanmalıdır.
Seri eşleme en yaygın terminal eşleştirme yöntemidir.Düşük güç tüketimi avantajı vardır, sürücüde ek DC yükü yoktur, sinyal ve toprak arasında ek empedans yoktur ve sadece bir direnç elemanı gereklidir.Ortak uygulamalar: ortak CMOS, TTL devre empedans uyumu.Empedans eşleşmesi için USB sinyalleri de bu şekilde örneklenir.
2. Paralel terminal eşleşmesi
Sinyal kaynağındaki empedans çok küçük olduğunda, yük ucundaki giriş empedansı, yük ucundaki yansımayı ortadan kaldırmak için paralel bir direnç eklenerek iletim hattının karakteristik empedansı ile eşleştirilir.Gerçekleşme formları tek direnç ve çift direnç olarak ikiye ayrılabilir.
Eşleştirme direnci seçim prensibi: çipin giriş empedansı çok yüksek olduğunda, tek direnç formu için, yükün eklem direnci değeri, iletim hattının karakteristik empedansına yakın veya buna eşit olmalıdır;Çift direnç formları için, her şönt direnci, iletim hattının karakteristik empedansının iki katıdır.
Paralel terminal eşleştirmenin avantajları basit ve kolaydır, ancak bariz dezavantajları DC güç tüketimi getirmesidir: tek direnç modunun dc güç tüketimi sinyalin görev oranı ile yakından ilişkilidir;Çift direnç modu, sinyal yüksek seviye veya düşük seviye olursa olsun DC güç tüketimine sahiptir, ancak akım tek direnç modundan yarım daha düşüktür.
Ortak uygulama: yüksek hızlı sinyal yaygın olarak kullanılır.
(1) DDR, DDR2 ve diğer SSTL sürücüler.VTT'ye paralel olarak tek direnç (genellikle IOVDD'nin yarısı).DDR2 veri sinyalinin paralel eşleşme direnci çipe gömülüdür.
(2) TMDS gibi YÜKSEK HIZLI seri veri arabirimleri.Tek direnç şeklinde, alıcı IOVDD'ye paralel olarak 50 ohm'luk (diferansiyel çiftler arasında 100 ohm) tek uçlu empedans ile bağlanır.