01 差分概述
差分信號: 即兩根線傳輸幅度相同,相位相反的一組信號。傳輸的信號中包括差模信號和共模信號。兩者獨立傳輸,其中差模信號攜帶信息,共模信號不攜帶信息。
差模信號為兩根單端信號的差值,共模信號為兩根信號線上的平均值。
差分線上傳輸差模信號時,信號工作在奇模狀態。因此差分的差模阻抗為兩根線各自單端的奇模阻抗之和;
差分線上傳輸偶模信號時,信號工作在偶模狀態。此時差分共模信號感受到的是單端信號線偶模阻抗的并聯阻抗。因此差分共模阻抗為單端偶模阻抗的一半。
差分阻抗確定后,奇模阻抗也確定,和單端阻抗的變化無關,如下圖所示:
02 奇模傳輸和偶模傳輸
差分信號中,差模信號以奇模方式進行傳輸,共模信號以偶模的方式進行傳輸。如下圖所示:
傳輸過程中,信號在奇模模式下,電平反向跳變,走線之間容性增強。此時信號傳播速度快于電平同向跳變的偶模模式。
奇模和偶模傳播方式,對于單端信號來說,還會造成阻抗的變化。隨著間距的增加,這種變化會越來越小。當間距足夠大,此時的差分對,已變成類似兩根單端信號的走線。因此對于差分信號來說,將兩根走線走成單端信號是可以的。實際布線中使用差分對,更多的是抗干擾等多方面的考慮。
03 差分端接
差分信號端接可以分為 差模信號端接 、 共模信號端接 、差模和共模信號端接三種方式。
當差分信號兩根走線有任何不對稱,就會發生 模態轉換 (差模信號向共模信號轉換,即共模信號發生波動)。如下圖電壓波形:
A、差模端接
端接差模信號,只要在末端差分對之間并聯和傳輸線阻抗相等的電阻即可。
差分信號經過差模信號端接之后波形良好,但單端信號和共模信號改善不明顯。因此這種端接方式適合對共模信號不敏感的差分應用中。
B 、共模端接****
共模端接在每一根線在每一根線上端接一個電阻到返回路徑,兩個電阻的并聯阻值等于共模阻抗。
共模信號端接并不能消除共模信號,只是阻止共模信號在電路上往返震蕩形成振鈴問題。
使用共模端接后,差模信號、共模信號以及單端信號都有好轉。但是這種效果和耦合度有關,耦合度增加,共模阻抗增加,會惡化差模信號。
C 、差模和共模端接****
差模及共模信號端接常用T型和PI型,兩者選用的端接電阻阻值不同。
T型端接中兩端的電阻為Zodd,中間抽頭電阻為(Zeven-Zodd)/2;
PI型端接中兩端的電阻為Zeven,中間電阻為2ZevenZodd/(Zeven-Zodd)。
在使用T型端接時,可以使用電容代替抽頭電阻。電容值要保證共模信號的時間常數遠大于信號的上升時間(>5倍以上)。
以上就是本期分享的所有內容啦,下一期我們接著分享差分信號剩余內容。
審核編輯 黃宇
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差分信號
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