資料介紹
想請教各位,差分線傳輸要求要緊密耦合,那會(huì)不會(huì)引起串?dāng)_呢?
會(huì)引起串?dāng)_的,所以差分對一定要進(jìn)行匹配,
耦合的越緊,對匹配的要求越大。
在做到良好的匹配的同時(shí),耦合的越緊密,它們對外界的抗干擾越強(qiáng)
因?yàn)橥饨绺蓴_對它們的影響是同時(shí)的,而差分對關(guān)注的是兩個(gè)信號的差別,所以對外界的共模噪聲免疫。
串?dāng)_是當(dāng)信號發(fā)生跳變的時(shí)候由于線間的耦合電容耦合過來的,那差分對的匹配是什么原理來消除串?dāng)_?具體說明有嗎?
匹配是通過消除反射來減小串?dāng)_的影響,但不是消除串?dāng)_
差分對之間既然存在電容和電感的耦合,那么理論上也存在串?dāng)_,
前向串?dāng)_和后向串?dāng)_的反射是接受端受到的主要影響,前向串?dāng)_由于容性和感性耦合的極性相反,能大部分抵消(差分線之間容性耦合較大),而后向串?dāng)_的反射到匹配的終端之后沒有全反射疊加,其幅度也是很小的。對于具體的相互影響和制約關(guān)系,我也在思考中,請大家一起討論
但“前向串?dāng)_由于容性和感性耦合的極性相反,能大部分抵消”我不大理解,能畫個(gè)示意圖嗎?
另外,在長距離差分線傳輸中,比如485,422 等,參考設(shè)計(jì)在接收端
跨接120 歐姆的電阻,是差分線匹配而消除反射的做法嗎?
那個(gè)120 歐姆就是差分匹配電阻,這是一種簡化的差分匹配形式
對差分對是否一定要耦合的問題,爭論比較多,許多專家對此意見也不完全相同。
差分對耦合的主要目的是增強(qiáng)對外界的抗干擾能力和抑止EMI。
如果能保證周圍所有的走線離差分對較遠(yuǎn)(比如遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3 倍的線寬),那么差分走線可以不用保證緊密的耦合,最關(guān)鍵的是保證走線長度相等即可。(可以參見Johnson 的信號完整性網(wǎng)站上的關(guān)于差分走線的闡述,他就要求他的layout 工程師將差分線離得較遠(yuǎn),這樣可以方面繞線)。只是目前大多數(shù)多層高速的PCB 板走線空間很緊密,根本無法將差分走線和其它走線隔離開來,所以這時(shí)候保持緊密的耦合以增加抗干擾能力是應(yīng)該的。
在高速的(10G 以上)芯片封裝基板的設(shè)計(jì)中,較為流行的一種做法就是將兩根差分線之間及外部都用鋪銅區(qū)隔離,這樣差分對之間沒有任何耦合,這樣的做法可以滿足嚴(yán)格的單根走線阻抗50 歐姆,差分阻抗100 歐姆的要求,在高頻下能得到較低的損耗(S11 回?fù)p和S21 差損參數(shù))。
我覺得差分對不是一定要耦合的
差分可以不考慮串?dāng)_的,因?yàn)樗麄兊拇當(dāng)_結(jié)果在最后的接受時(shí)會(huì)抵消。另外,差分要平衡走線,平行只是平衡的一部分而已。
我覺得差分對的耦合還是應(yīng)該要的,對于單線匹配,雖然理論上很成熟,但是實(shí)際PCB 的線路還是有5%左右的誤差(一份材料上的,我沒自己做過)。另一方面,差分線可以看作一個(gè)自回路系統(tǒng),或者說它的兩根信號線上的信號是相關(guān)的。耦合過松,可能會(huì)引起不同來自別處的干擾,而對于有些接口電路來說,差分對的等長正是控制線路延遲的重要因素。所以,我覺得還是應(yīng)該將差分線緊耦合的。
對于目前大多數(shù)高速PCB 板來說,保持很好的耦合是有利的
但是希望大家不要誤認(rèn)為耦合是差分對的必要條件,這樣有的時(shí)候反而限制了設(shè)計(jì)的思路。
做高速設(shè)計(jì)或分析的時(shí)候,不光要知道大多數(shù)人是怎么做的,更要了解別人為什么這樣做,然后在別人的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行理解和改進(jìn),不斷鍛煉自己創(chuàng)造性思維能力
匹配是需要的,但匹配原因不是反射,而是降低串繞干擾程度,如果降低和采用匹配方式有關(guān),如果串電阻,則沒有效果,但如果采用接地或者接電源的端接匹配方式,則由于因?yàn)閮蓷l線的線阻抗降低而使串繞降低。..(大家都知道,搞阻抗的線容易接受外界的信號干擾,因?yàn)楸容^容易吸收)
大家可以做個(gè)實(shí)驗(yàn),把差分的線割斷,然后用飛線連。
如果兩根是分開的話,會(huì)出現(xiàn)信號的不穩(wěn)定。
表現(xiàn)就是端口的信號時(shí)有時(shí)沒有。
但是用兩根并在一起的線飛的話信號就穩(wěn)定了。
差分信號本身不要求單線阻抗,因?yàn)橹灰?,和-信號是對稱的,都可以在終端抵消由于單線阻抗不匹配引起的信號完整性問題,但是不控制單線阻抗,會(huì)干擾周邊的別的信號,同樣如果周邊信號的EMI 干擾很小,根本不必考慮平行走線,而只關(guān)心倆信號線長度基本相同,飛線無所謂。緊密耦合走線,只是為了讓周邊信號對倆信號的共模干擾基本相同,而達(dá)到較高的共模抑制性能。
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