PCB-Neuigkeiten - Wann muss die Leiterplattenverdrahtung Impedanzanpassung benötigen

Impedanz Matching bezieht sich auf die Anforderung, dass die Lastimpedanz gleich der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung während der Energieübertragung sein sollte, damit die Übertragung keine Reflexion erzeugt, Anzeige, dass die gesamte Energie von der Last absorbiert wird. Ansonsten, Energie geht bei der Übertragung verloren. Im Hochgeschwindigkeitsbereich PCB-Design, Impedanzanpassung hängt mit der Signalqualität zusammen.

1. Wann muss die Leiterplattenverdrahtung Impedanzanpassung benötigen?

Es wird allgemein angenommen, dass, wenn die Steig-/Fallzeit des Signals (10% ~~ 90%) weniger als 6-fache Drahtverzögerung ist, es ein Hochgeschwindigkeitssignal ist, und Aufmerksamkeit auf das Problem der Impedanzanpassung gelegt werden muss. Im Allgemeinen ist die Verzögerung eines Drahtes 150ps/inch.

2. Charakteristische Impedanz

Wenn ein Signal entlang einer Übertragungsleitung reist, wird das Signal immer genau die gleiche transiente Impedanz sehen, wenn das Signal die gleiche Signalgeschwindigkeit über die gesamte Leitung und die gleiche Kapazität pro Einheitslänge hat. Da die Impedanz über die gesamte Übertragungsleitung konstant bleibt, geben wir für diese Eigenschaft oder Eigenschaft einer bestimmten Übertragungsleitung einen spezifischen Namen, die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung genannt wird. Die charakteristische Impedanz ist der Wert der momentanen Impedanz, die ein Signal sieht, wenn es entlang einer Übertragungsleitung reist. Die charakteristische Impedanz bezieht sich auf die Leiterplattenleiterschicht, das Leiterplattenmaterial (dielektrische Konstante), die Verdrahtungsbreite, den Abstand zwischen dem Leiter und der Ebene und andere Faktoren und hat nichts mit der Verdrahtungslänge zu tun. Die charakteristische Impedanz kann mittels Software berechnet werden. Bei der Hochgeschwindigkeits-PCB-Verdrahtung ist die Verdrahtungsimpedanz des digitalen Signals im Allgemeinen auf 50-Ohms ausgelegt, was eine ungefähre Zahl ist. Es wird im Allgemeinen festgelegt, dass das Koaxialkabel-Basisband 50 Ohms ist, das Frequenzband 75 Ohms und das verdrillte Paar (Differenz) 100 Ohms ist. Lernen Sie PCB Finden Sie Fan Yi Ausbildung hohe Qualität PCB Training

3. Gemeinsame Impedanzanpassungsmodi

Unter der Bedingung, dass die Quellimpedanz des Signals niedriger als die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung ist, wird ein Widerstand R in Reihe zwischen dem Quellende des Signals und der Übertragungsleitung angeschlossen. So dass die Ausgangsimpedanz des Quellenden mit der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung übereinstimmt und das vom Lastende zurückgereflektierte Signal hemmt, um wieder zu reflektieren. Entsprechendes Widerstandsauswahlprinzip: Die Summe des übereinstimmenden Widerstandswerts und der Ausgangsimpedanz des Treibers ist gleich der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung. Gemeinsame CMOS- und TTL-Treiber, deren Ausgangsimpedanz je nach Signalpegel variiert. Daher ist es für TTL- oder CMOS-Schaltungen unmöglich, einen sehr korrekten Matching-Widerstand zu haben, nur Kompromisse. Die Kettentopologie des Signalnetzes eignet sich nicht für Reihenklemmen-Abgleich, die gesamte Last muss mit dem Ende der Übertragungsleitung verbunden werden. Reihenabgleich ist eine gängige Klemmabgleichmethode. Es hat den Vorteil des niedrigen Stromverbrauchs, keine zusätzliche DC-Last auf den Treiber, keine zusätzliche Impedanz zwischen Signal und Masse und nur ein Widerstandselement ist erforderlich. Häufige Anwendungen: Impedanzanpassung von CMOS- und TTL-Schaltungen. Auch USB-Signale werden auf diese Weise gesampelt, um Impedanzanpassung durchzuführen.

Wenn die Quellimpedanz des Signals sehr klein ist, wird die Eingangsimpedanz des Lastenden durch Erhöhung des Parallelwiderstands mit der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung abgestimmt, um die Reflexion des Lastenden zu beseitigen. Die Realisierungsform ist in zwei Formen von Einzelwiderstand und Doppelwiderstand unterteilt. Entsprechendes Widerstandswahlprinzip: Bei hoher Chipeingangsimdanz muss der parallele Widerstandswert in Form eines Einzelwiderstandes am Lastende nahe oder gleich der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung sein; Für die doppelte Widerstandsform ist jeder parallele Widerstandswert doppelt die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung. Der Vorteil der parallelen Klemmenabgleich ist einfach und einfach, aber der offensichtliche Nachteil ist, dass es Gleichstromverbrauch bringt: Gleichstromverbrauch des Einzelwiderstandsmodus ist eng mit dem Lastverhältnis des Signals verbunden; Der Dual-Resistance-Modus hat Gleichstromverbrauch unabhängig davon, ob das Signal auf hohem oder niedrigem Niveau ist, aber der Strom ist halb weniger als der Single-Resistance-Modus.

4. Gemeinsame Anwendungen: Hochgeschwindigkeitssignale sind weit verbreitet

1) DDR, DDR2 und andere SSTL Treiber. In Form eines einzigen Widerstands parallel zu VTT (in der Regel die Hälfte des IOVDD). Der parallele Matching-Widerstand des DDR2-Datensignals ist im Chip eingebaut.

2) Hochgeschwindigkeits-serielle Datenschnittstelle wie TMDS. In Form von Einzelwiderstand wird die Empfangsvorrichtung parallel mit dem IOVDD verbunden, und die Einzelendimpedanz beträgt 50 Ohms (100 Ohms zwischen Differenzpaaren).