Cos'è l'impedenza caratteristica?
L'impedenza caratteristica è per segnali CA (o segnali ad alta frequenza). L'impedenza caratteristica è un concetto di trasmissione a lungo termine. Durante la trasmissione del segnale nella linea di trasmissione, nel punto in cui arriva il segnale, ci sarà uno spazio tra la linea di trasmissione e il piano di riferimento. Si forma un campo elettrico. A causa dell'esistenza del campo elettrico, viene generata istantaneamente una piccola corrente, e questa piccola corrente esiste in ogni punto della linea di trasmissione. Allo stesso tempo, il segnale ha anche una certa tensione, quindi nel processo di trasmissione del segnale ogni punto della linea di trasmissione equivarrà a una resistenza, che è l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione di cui abbiamo parlato.
La continuità dell'impedenza caratteristica (ρ) dipende fondamentalmente dalla stabilità del rapporto dei parametri di distribuzione L{{0}} e C0. Conosciamo tutti la legge di Ohm: U=RI, dove R è la resistenza o il carico resistivo, in ohm (Ω). La resistenza è correlata alla resistività (nota anche come conduttività) dei materiali metallici, ma nella trasmissione di segnali ad alta frequenza dobbiamo anche comprendere la trasmissione del mezzo fisico (come doppino intrecciato, filo coassiale, guida d'onda) che trasmette segnali ad alta frequenza Caratteristiche che differiscono dai segnali a bassa frequenza. Questa caratteristica di trasmissione è correlata al materiale conduttivo del mezzo di trasmissione (come rame o argento), conduttività (resistività), forma geometrica (più comunemente cilindrica), induttanza distribuita (L0), capacità distribuita (C0) , materiale isolante (permittività), ecc. sono correlati, ma la trasmissione del segnale a bassa frequenza spesso non considera l'influenza di questi parametri di distribuzione e della costante dielettrica del materiale isolante.
Perché testare l'impedenza caratteristica?
Quando un raggio di luce viene sparato dall'aria nell'acqua, verrà riflesso, perché le caratteristiche della guida luminosa della luce e dell'acqua sono diverse. Allo stesso modo, quando il segnale viene trasmesso, se cambia l'impedenza caratteristica sulla linea di trasmissione, si verificherà anche la riflessione. La lunghezza d'onda è inversamente proporzionale alla frequenza. La lunghezza d'onda del segnale a bassa frequenza è molto maggiore della lunghezza della linea di trasmissione, quindi generalmente non è necessario considerare il problema della riflessione. Nel dominio delle alte frequenze, quando la lunghezza d'onda del segnale e la lunghezza della linea di trasmissione hanno la stessa ampiezza, è facile aliasare il segnale riflesso con il segnale originale, il che influisce sulla qualità del segnale. L'adattamento dell'impedenza può ridurre ed eliminare efficacemente la riflessione del segnale ad alta frequenza, quindi dobbiamo testare l'impedenza caratteristica e cogliere il valore equilibrato e stabile per migliorare il fenomeno di test scadente causato dalla riflessione. Pertanto, la stabilità dell'impedenza è molto importante per controllare le caratteristiche della linea del segnale differenziale. L'impedenza è molto importante per l'integrità dei segnali digitali ad alta velocità, poiché il valore dell'impedenza caratteristica influenzerà il diagramma a occhio del segnale differenziale, la larghezza di banda del segnale, il segnale jitter e tensione di interferenza sulla linea del segnale.
Problema di adattamento dell'impedenza USB; perché l'impedenza caratteristica dell'USB è 90 ohm
A seconda del motivo per cui è necessario testare l'impedenza menzionata qui, se è necessario ottenere un'impedenza qualificata, è necessario eseguire l'adattamento dell'impedenza. Se l'interfaccia USB viene utilizzata per trasmettere dati e la velocità rientra nell'intervallo ad alta velocità, è necessario collegare il cavo dati dell'interfaccia USB al PCB. Per l'adattamento dell'impedenza, è possibile progettare specificatamente un'impedenza differenziale di circa 90 ohm, che è solo per una coppia di linee che trasmettono dati; se il requisito di velocità non è elevato, ovviamente non è un problema se non viene utilizzata l'impedenza, ma nelle applicazioni ad alta velocità, stabilità e velocità avranno un impatto Molte linee di segnale ad alta velocità, come le linee di segnale CVBS con un'impedenza caratteristica di 75 ohm, linee di segnale dati LVDS con un'impedenza caratteristica di 100 ohm e linee dati USB ad alta velocità con un'impedenza caratteristica di 90 ohm. Nel processo di trasmissione del segnale, il percorso Ogni passo ha una corrispondente impedenza transitoria. Se cambia l'impedenza transitoria percepita dal segnale elettrico trasmesso lungo la linea di interconnessione, una parte continuerà ad andare avanti e l'altra parte verrà riflessa verso la sorgente. Perché l'impedenza caratteristica richiesta di ciascuna linea di segnale non è coerente e l'impedenza della sorgente del segnale non corrisponde. Quando la resistenza interna della sorgente è inferiore alla resistenza interna della linea di trasmissione, si verificherà uno squillo, ovvero un superamento e un sovraccarico della linea di trasmissione. Un superamento eccessivo tende a danneggiare il dispositivo. Se la resistenza interna della sorgente è maggiore dell'impedenza della linea di trasmissione, si verificherà una sottoelongazione, che farà sì che la logica del circuito si trovi in uno stato indeterminato, il che potrebbe portare a valutazioni errate o perdita di segnale.
I resistori corrispondenti menzionati su Internet sono tutti a piena velocità e a bassa velocità
Ho appena menzionato il problema dell'adattamento dell'impedenza. Penso che dovremmo aprire una finestra. Successivamente, apriamo una porta. Il nostro segnale USB è generalmente un segnale differenziale. Il segnale differenziale è costituito da due tracce positive e negative, la fase tra i due La differenza di 180 gradi può sopprimere l'interferenza di modo comune (la stessa sorgente di interferenza forma la stessa forma d'onda di interferenza sui due segnali e infine uno positivo e uno negativo saranno offset) e può anche aumentare l'ampiezza del segnale (uno positivo e uno negativo, entrambi L'ampiezza è equivalente al doppio dell'ampiezza su un filo). I segnali differenziali hanno anche due modi di accoppiamento stretto e accoppiamento lasco. È possibile posizionare un accoppiamento allentato tra due fili per evitare ulteriormente l'accoppiamento (diafonia) tra i due. Quando strettamente accoppiati, i due fili possono essere molto vicini, indipendentemente dal fatto che siano strettamente accoppiati o liberamente accoppiati, il segnale differenziale si basa principalmente sul piano di terra come percorso di ritorno; parliamo dell'impedenza coassiale da 50 ohm. Non ne conosco l'origine, ma la maggior parte degli strumenti RF, circuiti integrati, parti, ecc. sono progettati secondo 50 ohm, per adattarsi a strumenti da 50 ohm, circuiti integrati, parti, ecc., connettori da 50 ohm, tracce PCB, Per il collegamento sono necessari cavi di collegamento, ecc., in modo che il segnale RF possa essere trasmesso a un'altra estremità alla massima potenza. Inoltre, la traccia PCB da 50 ohm qui, 50 ohm è l'impedenza caratteristica della traccia; infatti, l'USB da 90 ohm definita oggi è in realtà l'associazione che verifica la larghezza della traccia PCB, la spaziatura e la scheda in base al progetto dell'applicazione. I parametri, infatti, penso che l'USB possa effettivamente essere fatto di 100 ohm, ma i migliori dati di verifica nel laboratorio front-end sono 90 ohm, quindi i vari connettori e cavi sul retro possono essere realizzati solo a 90 ohm. Se la nostra scheda è composta da 100 ohm o qualcos'altro, si verificheranno riflessioni durante la trasmissione del segnale e si verificherà il problema di adattamento dell'impedenza di cui sopra.
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