O que é impedância característica?
A impedância característica é para sinais CA (ou sinais de alta frequência). A impedância característica é um conceito de transmissão de longo prazo. Durante a transmissão do sinal na linha de transmissão, no ponto onde o sinal chega, haverá um vão entre a linha de transmissão e o plano de referência. Um campo elétrico é formado. Devido à existência do campo elétrico, é gerada uma pequena corrente instantânea, e esta pequena corrente existe em todos os pontos da linha de transmissão. Ao mesmo tempo, o sinal também possui uma determinada tensão, portanto, no processo de transmissão do sinal, cada ponto da linha de transmissão será equivalente a uma resistência, que é a impedância característica da linha de transmissão que mencionamos.
A continuidade da impedância característica (ρ) depende basicamente da estabilidade da razão dos parâmetros de distribuição L{{0}} e C0. Todos nós conhecemos a lei de Ohm: U=RI, onde R é a resistência ou carga de resistência, em ohms (Ω). A resistência está relacionada à resistividade (também conhecida como condutividade) dos materiais metálicos, mas na transmissão de sinais de alta frequência, também precisamos entender a transmissão do meio físico (como par trançado, fio coaxial, guia de ondas) que transmite sinais de alta frequência Características que são diferentes dos sinais de baixa frequência. Esta característica de transmissão está relacionada ao material condutor do meio de transmissão (como cobre ou prata), condutividade (resistividade), forma geométrica (mais comumente cilíndrica), indutância distribuída (L0), capacitância distribuída (C0) , material isolante (permissividade), etc. estão relacionados, mas a transmissão do sinal de baixa frequência muitas vezes não considera a influência desses parâmetros de distribuição e a constante dielétrica do material isolante.
Por que testar a impedância característica?
Quando um feixe de luz dispara do ar para a água, ele será refletido, porque as características do guia de luz da luz e da água são diferentes. Da mesma forma, quando o sinal é transmitido, se a impedância característica mudar na linha de transmissão, também ocorrerá reflexão. O comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência. O comprimento de onda do sinal de baixa frequência é muito maior que o comprimento da linha de transmissão, portanto geralmente não é necessário considerar o problema de reflexão. No domínio de alta frequência, quando o comprimento de onda do sinal e o comprimento da linha de transmissão são da mesma magnitude, é fácil confundir o sinal refletido com o sinal original, o que afeta a qualidade do sinal. A correspondência de impedância pode efetivamente reduzir e eliminar a reflexão do sinal de alta frequência, por isso precisamos testar a impedância característica e compreender o valor equilibrado e estável para melhorar o fenômeno de teste ruim causado pela reflexão. Portanto, a estabilidade da impedância é muito importante para controlar as características da linha de sinal diferencial. A impedância é muito importante para a integridade dos sinais digitais de alta velocidade, porque o valor da impedância característica afetará o diagrama ocular do sinal diferencial, largura de banda do sinal, sinal jitter e tensão de interferência na linha de sinal.
Problema de correspondência de impedância USB; porque a impedância característica do USB é de 90 ohms
De acordo com o motivo pelo qual você precisa testar a impedância mencionada aqui, se precisar obter uma impedância qualificada, será necessário realizar a correspondência de impedância. Se sua interface USB for usada para transmitir dados e a velocidade estiver na faixa de alta velocidade, você precisará conectar o cabo de dados da interface USB na PCB. Para correspondência de impedância, você pode projetar especificamente uma impedância diferencial de cerca de 90 ohm, que é apenas para um par de linhas que transmitem dados; se o requisito de velocidade não for alto, é claro, não será um problema se a impedância não for usada, mas em aplicações de alta velocidade, a estabilidade e a velocidade terão um impacto Muitas linhas de sinal de alta velocidade, como linhas de sinal CVBS com uma impedância característica de 75 ohms, linhas de sinal de dados LVDS com uma impedância característica de 100 ohms e linhas de dados USB de alta velocidade com uma impedância característica de 90 ohms. No processo de transmissão do sinal, o caminho Cada etapa possui uma impedância transitória correspondente. Se a impedância transitória sentida pelo sinal elétrico transmitido ao longo da linha de interconexão mudar, uma parte continuará a funcionar e a outra parte será refletida de volta para a fonte. Porque a impedância característica necessária de cada linha de sinal é inconsistente e a impedância da fonte de sinal não corresponde. Quando a resistência interna da fonte for menor que a resistência interna da linha de transmissão, haverá toque, ou seja, ultrapassagem e sobrecarga da linha de transmissão. Overshoot excessivo tende a danificar o dispositivo. Se a resistência interna da fonte for maior que a impedância da linha de transmissão, ocorrerá undershoot, o que fará com que a lógica do circuito fique em estado indeterminado, o que pode levar a erros de julgamento ou perda de sinal.
Os resistores correspondentes mencionados na Internet estão todos em velocidade máxima e em baixa velocidade
Acabei de mencionar o problema de correspondência de impedância. Acho que deveríamos abrir uma janela. Em seguida, abrimos uma porta. Nosso sinal USB é geralmente um sinal diferencial. O sinal diferencial é um traço positivo e negativo, a fase entre os dois A diferença de 180 graus pode suprimir a interferência de modo comum (a mesma fonte de interferência forma a mesma forma de onda de interferência nos dois sinais e, finalmente, um positivo e um negativo serão offset), e também pode aumentar a amplitude do sinal (um positivo e um negativo, ambos A amplitude é equivalente a duas vezes a amplitude em um fio). Os sinais diferenciais também têm duas formas de acoplamento forte e acoplamento fraco. O acoplamento fraco pode ser colocado entre dois fios para evitar ainda mais o acoplamento (diafonia) entre os dois. Quando fortemente acoplados, os dois fios podem estar muito próximos, independentemente de fortemente acoplados ou fracamente acoplados, o sinal diferencial depende principalmente do plano de terra como caminho de retorno; vamos falar sobre a impedância coaxial de 50 ohms. Não sei sua origem, mas a maioria dos instrumentos de RF, ICs, peças, etc. são projetados de acordo com 50 ohms, para combinar com instrumentos de 50 ohms, ICs, peças, etc., conectores de 50 ohms, traços de PCB, são necessários fios de conexão, etc. para conectar, para que o sinal de RF possa ser transmitido para outro na potência máxima. Além disso, o traço PCB de 50 ohms aqui, 50 ohms é a impedância característica do traço; na verdade, o USB de 90 ohms definido hoje é, na verdade, a associação que verifica a largura, o espaçamento e a placa do traço da PCB de acordo com o design da aplicação. Os parâmetros, na verdade, acho que o USB pode ser feito de 100 ohms, mas os melhores dados de verificação no laboratório front-end são 90 ohms, então os vários conectores e cabos na parte traseira só podem ser feitos em 90 ohms. Se a nossa própria placa for feita de 100 ohms ou qualquer outra coisa, ocorrerão reflexões durante a transmissão do sinal e o problema de correspondência de impedância acima ocorrerá.
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