PCB Cara Umum Pencocokan Impedansi

Yang penting bukanlah frekuensinya, tetapi kecuraman tepi sinyal, yaitu waktu naik / turunnya sinyal. Secara umum diyakini bahwa jika waktu naik / turun sinyal (dihitung dengan 10% ~ 90%) kurang dari 6 kali keterlambatan kawat, itu adalah sinyal kecepatan tinggi, dan perhatian harus diberikan pada pencocokan impedansi.Penundaan kawat biasanya 150ps / inci.

Impedansi karakteristik

Ketika sinyal bergerak di sepanjang saluran transmisi, sinyal selalu melihat impedansi instan yang persis sama dengan yang bergerak jika sinyal bergerak pada kecepatan yang sama di seluruh saluran dan kapasitansi per satuan panjang adalah sama.Karena impedansi tetap konstan di sepanjang saluran transmisi, kami memberikan nama khusus untuk karakteristik atau karakteristik saluran transmisi tertentu, yang disebut impedansi karakteristik saluran transmisi.Impedansi karakteristik mengacu pada nilai impedans sesaat yang terlihat oleh sinyal saat bergerak sepanjang saluran transmisi.Impedansi karakteristik terkait dengan lapisan konduktor PCB, bahan PCB (konstanta dielektrik), lebar kawat, jarak antara kawat dan bidang dan faktor lainnya, dan tidak ada hubungannya dengan panjang kawat.Impedansi karakteristik dapat dihitung menggunakan perangkat lunak.Dalam kabel PCB berkecepatan tinggi, impedansi routing sinyal digital umumnya dirancang sebagai 50 ohm, yang merupakan angka perkiraan.Kabel koaksial umumnya didefinisikan sebagai pita dasar 50 ohm, pita frekuensi 75 ohm dan 100 ohm terdampar (diferensial).

Cara umum pencocokan impedansi

1. Pencocokan terminal serial

Di bawah kondisi bahwa impedansi pada ujung sumber sinyal lebih rendah dari impedansi karakteristik saluran transmisi, resistansi R dihubungkan antara ujung sumber sinyal dan saluran transmisi secara seri untuk membuat impedansi keluaran ujung sumber sesuai dengan karakteristik. impedansi saluran transmisi dan mencegah sinyal dipantulkan kembali dari ujung beban agar tidak terpantul lagi.

Prinsip pemilihan resistansi pencocokan: jumlah resistansi padanan dan impedansi keluaran driver sama dengan impedansi karakteristik saluran transmisi.Untuk driver CMOS dan TTL yang umum, impedansi output bervariasi dengan level sinyal.Oleh karena itu, untuk sirkuit TTL atau CMOS, tidak mungkin untuk memiliki resistansi pencocokan yang sangat benar, sehingga Anda harus berkompromi.Jaringan sinyal topologi rantai tidak cocok untuk pencocokan terminal seri. Semua beban harus terhubung ke ujung saluran transmisi.

Serial matching adalah metode pencocokan terminal yang paling umum.Ini memiliki keuntungan dari konsumsi daya yang rendah, tidak ada beban DC tambahan pada driver, tidak ada impedansi tambahan antara sinyal dan ground, dan hanya satu elemen resistansi diperlukan.Aplikasi umum: CMOS umum, pencocokan impedansi rangkaian TTL.Sinyal USB juga disampel dengan cara ini untuk pencocokan impedansi.

2. Pencocokan terminal paralel

Ketika impedansi pada sumber sinyal sangat kecil, impedansi input pada ujung beban disesuaikan dengan impedansi karakteristik saluran transmisi dengan menambahkan resistor paralel untuk menghilangkan pantulan pada ujung beban.Bentuk realisasi dapat dibagi menjadi resistensi tunggal dan resistensi ganda.

Prinsip pemilihan resistansi pencocokan: ketika impedansi input chip sangat tinggi, untuk bentuk resistansi tunggal, nilai resistansi gabungan dari beban harus dekat atau sama dengan impedansi karakteristik saluran transmisi;Untuk bentuk resistansi ganda, setiap resistan shunt adalah dua kali impedansi karakteristik saluran transmisi.

Keuntungan dari pencocokan terminal paralel adalah sederhana dan mudah, tetapi kerugian yang jelas adalah bahwa hal itu akan membawa konsumsi daya DC: konsumsi daya dc dari mode resistansi tunggal terkait erat dengan rasio tugas sinyal;Mode resistansi ganda memiliki konsumsi daya DC terlepas dari sinyal level tinggi atau level rendah, tetapi saat ini setengah kurang dari mode resistansi tunggal.

Aplikasi umum: sinyal kecepatan tinggi banyak digunakan.

(1) DDR, DDR2 dan drive SSTL lainnya.Resistansi tunggal, paralel dengan VTT (umumnya setengah dari IOVDD).Resistensi pencocokan paralel sinyal data DDR2 tertanam dalam chip.

(2) antarmuka data serial TINGGI-KECEPATAN seperti TMDS.Dalam bentuk hambatan tunggal, penerima dihubungkan secara paralel ke IOVDD dengan impedansi ujung-tunggal 50 ohm (100 ohm di antara pasangan diferensial).