• 正文
  • 相關(guān)推薦
申請(qǐng)入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

差分相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

差分對(duì)與差分信號(hào)

從理論上說,差分對(duì)可以是任意兩條傳輸線。這兩條傳輸線沒有要求,不一定需要緊耦合;這兩條傳輸線不一定傳輸差分信號(hào),可以傳輸單獨(dú)信號(hào);這兩條傳輸線之間如果有耦合,會(huì)相互影響。

差分對(duì)和差分線是有區(qū)別的,差分線是兩條存在耦合且平行等長(zhǎng)的傳輸線,用來傳輸相位差180度的信號(hào)。

單端信號(hào)與差分信號(hào)

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)在一條傳輸線上傳輸,信號(hào)線和返回路徑會(huì)存在一個(gè)信號(hào)電壓,這個(gè)就是單端信號(hào);當(dāng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)在差分對(duì)上傳輸,除了各自的單端信號(hào),還有兩條信號(hào)線存在壓差,這就是差分信號(hào)。

單端信號(hào)在一根傳輸線上傳輸,多個(gè)單端信號(hào)共享同一個(gè)“接地”平面。一旦信號(hào)線上有微小的壓差,就會(huì)產(chǎn)生電流,這微弱的電流也會(huì)對(duì)使信號(hào)發(fā)生干擾。同時(shí),單端信號(hào)對(duì)地電壓會(huì)發(fā)生波動(dòng),這種波動(dòng)會(huì)影響信號(hào)的幅度,從而信號(hào)質(zhì)量會(huì)大大降低。

差分信號(hào)對(duì)地電壓也會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),但由于差分信號(hào)是兩個(gè)相等但極性相反的信號(hào),接收器是檢查終端兩個(gè)信號(hào)之間的電壓差,差分信號(hào)最大的能力就是處理信號(hào)傳輸過程中對(duì)地產(chǎn)生的波動(dòng)。

單端信號(hào)與差分信號(hào)的最大區(qū)別:抗干擾性。

差分信號(hào)與共模信號(hào)

差分對(duì)不僅可以傳輸單端信號(hào),還可以傳輸差分信號(hào)和共模信號(hào)。

差分信號(hào)用兩條信號(hào)線上的電壓差表示:

共模信號(hào)用兩條信號(hào)線上的平均電壓表示:

Vp表示線1相對(duì)于其返回路徑的信號(hào)電壓

Vn表示線2相對(duì)于其返回路徑的信號(hào)電壓

從仿真結(jié)果看出:?jiǎn)味诵盘?hào)相同電壓幅值,差分信號(hào)的峰峰值是單端信號(hào)的兩倍。理想情況下,共模信號(hào)為零。

奇模阻抗和偶模阻抗

差分阻抗是指差分信號(hào)在差分對(duì)里傳輸感受到的阻抗;無耦合時(shí),差分阻抗還可以認(rèn)為是兩條單端信號(hào)等效阻抗的串聯(lián)。這里的單端信號(hào)阻抗,還可以叫做奇模阻抗,所謂的奇模阻抗是指奇模狀態(tài)時(shí)單端信號(hào)感受到的阻抗。這里的奇模狀態(tài)是指差分對(duì)上傳輸差分信號(hào)(兩個(gè)相等但極性相反的信號(hào))。

共模阻抗是指共模信號(hào)在差分對(duì)里傳輸感受到的阻抗;無耦合時(shí),偶模阻抗還可以認(rèn)為是兩條單端信號(hào)等效阻抗的并聯(lián)。這里的單端信號(hào)阻抗,還可以叫做偶模阻抗,所謂的偶模阻抗是指偶模狀態(tài)下單端信號(hào)感受到的阻抗。這里的偶模狀態(tài)是指差分對(duì)上傳輸共模信號(hào)(兩個(gè)相等且極性相同的信號(hào))。

不同的模態(tài)下,奇模阻抗和偶模阻抗是指差分對(duì)其中一條傳輸線的阻抗。

一般情況下,偶模阻抗大于奇模阻抗,奇模阻抗小于單端阻抗。

下圖為Polar 軟件計(jì)算出的單端阻抗50 ohm,用相關(guān)軟件仿真對(duì)比的結(jié)果。

偶模阻抗為52.179 ohm,單端阻抗為50.01 ohm,奇模阻抗為47.724 ohm。

這里需要注意的上面的數(shù)據(jù)是差分對(duì)線間距(Gap值)是2W,線間距的變化,偶模和奇模阻抗也會(huì)發(fā)生變化。

線間距變小,偶模阻抗變大,奇模阻抗變??;線間距變大,偶模阻抗變小,奇模阻抗變大。

以上都是針對(duì)表層走線來進(jìn)行仿真驗(yàn)證,內(nèi)層走線也是相關(guān)規(guī)律。

相關(guān)推薦

登錄即可解鎖
  • 海量技術(shù)文章
  • 設(shè)計(jì)資源下載
  • 產(chǎn)業(yè)鏈客戶資源
  • 寫文章/發(fā)需求
立即登錄

公眾號(hào):信號(hào)完整性學(xué)習(xí)之路;信號(hào)完整性相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)(設(shè)計(jì),測(cè)試&仿真)總結(jié)+雜談(生活與職場(chǎng))。 一起學(xué)習(xí),共同進(jìn)步!