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Analyse der Impedanzanpassung und des Nullohm-Widerstands in Leiterplatte design
Impedance matching
Impedance matching refers to an appropriate matching method between the signal source or transmission line and the load. Je nach Zugriffsmodus, Es gibt zwei Möglichkeiten der Impedanzanpassung: seriell und parallel; je nach Frequenz der Signalquelle, Impedanzanpassung kann in zwei Arten unterteilt werden: Niederfrequenz und Hochfrequenz.
High frequency signals generally use series impedance matching
The resistance value of the series resistor is 20~75Ω, und der Widerstandswert ist proportional zur Signalfrequenz und umgekehrt proportional zum PCB Spurbreite. In eingebetteten Systemen, Serielle Matching Widerstände werden im Allgemeinen für Signale mit Frequenzen größer als 20M und PCB Spurlängen größer als 5cm, wie Taktsignale, Daten- und Adressbussignale im System. There are two functions of series matching resistance:
§ Reduce high-frequency noise and edge overshoot. Wenn der Rand eines Signals sehr steil ist, es enthält viele hochfrequente Komponenten, die Störungen ausstrahlen. Darüber hinaus, es ist auch anfällig für Überschuss. Der Reihenwiderstand und die verteilte Kapazität der Signalleitung und die Lasteingangskapazität bilden eine RC-Schaltung, die Steilheit der Signalkante verringert.
§ Reduzieren Sie Hochfrequenzreflexion und Selbstoszillation. Wenn die Frequenz des Signals hoch ist, die Wellenlänge des Signals ist sehr kurz. Wenn die Wellenlänge so kurz ist wie die Länge der Übertragungsleitung, Das reflektierte Signal, das dem Originalsignal überlagert wird, ändert die Form des Originalsignals. If the characteristic impedance of the transmission line is not equal to the load impedance (that is, it does not match), Reflexionen treten am Lastende auf, Selbstoszillation verursacht. Das niederfrequente Signal der Verkabelung in der Leiterplatte kann direkt angeschlossen werden, und es ist im Allgemeinen nicht notwendig, einen Reihenübereinstimmungswiderstand hinzuzufügen.
Parallel impedance matching is also called "terminal impedance matching"
Generally used at the input/Ausgabeschnittstelle, bezieht sich hauptsächlich auf die Impedanzanpassung mit dem Übertragungskabel. Zum Beispiel, LVDS und RS422/485 Gebrauch Kategorie 5 Twisted-Pair Kabel mit Eingangsende übereinstimmendem Widerstand von 100~120Ω; Videosignale verwenden Koaxialkabel mit passendem Widerstand von 75Ω oder 50Ω, Flachkabel und Flachkabel mit einem passenden Widerstand von 300Ω. Der Widerstandswert des parallel passenden Widerstands hängt vom Medium des Übertragungskabels ab und hat nichts mit der Länge zu tun. Seine Hauptfunktion ist es, Signalreflexion zu verhindern und selbsterregte Schwingungen zu reduzieren.
Es ist erwähnenswert, dass Impedanzanpassung die EMI-Leistung des Systems verbessern kann. Darüber hinaus, zusätzlich zur Verwendung von Serien/Parallelwiderstände zur Lösung der Impedanzanpassung, Transformatoren können auch für die Impedanztransformation verwendet werden. Typische Beispiele sind Ethernet-Schnittstellen und CAN-Busse.
Zero ohm resistance
l The easiest way is to use it as a jumper. Wenn ein bestimmter Abschnitt der Schaltung nicht verwendet wird, just do not solder the resistor directly (it will not affect the appearance).
l Wenn die passenden Schaltungsparameter unsicher sind, Ersetzen Sie sie durch Null Ohms. Im eigentlichen Debugging, Bestimmen Sie die Parameter und ersetzen Sie sie durch spezifische numerische Komponenten.
l Wenn Sie den Arbeitsstrom eines bestimmten Teils der Schaltung messen möchten, Sie können den Null-Ohm-Widerstand entfernen und ein Amperemeter anschließen, um die Strommessung zu erleichtern.
l Beim Verdrahten, wenn es unmöglich ist, es auszulegen, Sie können auch einen Null-Ohm-Widerstand hinzufügen, um als Jumper zu fungieren.
l Im Hochfrequenzsignalnetz, it acts as an inductor or a capacitor (for impedance matching, zero-ohm resistance also has impedance). Bei Verwendung als Induktor, es löst hauptsächlich das EMC-Problem.
l Einpunkt-Erdung, wie die Einpunktverbindung von analoger Masse und digitaler Masse.
l Die Konfigurationsschaltung kann Jumper und DIP-Schalter ersetzen. Manchmal ändern Benutzer die Einstellungen zufällig, was leicht zu Missverständnissen führt. Zur Senkung der Wartungskosten, Null-Ohm-Widerstände werden anstelle von Jumpern verwendet, die auf die Platine gelötet werden sollen.
l Für System-Debugging, zum Beispiel, das System in mehrere Module aufteilen, Trennen Sie Strom und Masse zwischen den Modulen mit einem Null-Ohm-Widerstand. Wenn die Stromversorgung oder Masse während der Debugging-Phase kurzgeschlossen ist, Entfernen des Null-Ohm-Widerstands kann den Suchbereich eingrenzen.
Die obigen Funktionen können auch durch "magnetische Perlen" ersetzt werden.. Obwohl Nullohm-Widerstand und magnetische Perlen in der Funktion etwas ähnlich sind, es gibt wesentliche Unterschiede. Ersteres weist eine Impedanzkennlinie auf, und letzterer hat eine induktive Reaktanzcharakteristik. Magnetische Perlen werden im Allgemeinen in Strom- und Erdnetzwerken zum Filtern verwendet.
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