چرا امپدانس مشخصه USB 90 اهم است؟

امپدانس مشخصه چیست؟

امپدانس مشخصه برای سیگنال های AC (یا سیگنال های فرکانس بالا) است. امپدانس مشخصه یک مفهوم در انتقال طولانی مدت است. در حین انتقال سیگنال در خط انتقال، در نقطه ای که سیگنال می رسد، بین خط انتقال و صفحه مرجع یک شکاف وجود خواهد داشت. میدان الکتریکی تشکیل می شود. به دلیل وجود میدان الکتریکی، یک جریان کوچک آنی ایجاد می شود و این جریان کوچک در هر نقطه از خط انتقال وجود دارد. در عین حال، سیگنال دارای ولتاژ مشخصی نیز می باشد، بنابراین در فرآیند انتقال سیگنال، هر نقطه از خط انتقال معادل یک مقاومت خواهد بود که همان امپدانس مشخصه خط انتقالی است که به آن اشاره کردیم.

تداوم امپدانس مشخصه (ρ) اساساً به پایداری نسبت پارامترهای توزیع L{{0}} و C0 بستگی دارد. همه ما قانون اهم را می دانیم: U=RI، که در آن R مقاومت یا بار مقاومتی، بر حسب اهم (Ω) است. مقاومت به مقاومت (همچنین به عنوان رسانایی) مواد فلزی مرتبط است، اما در انتقال سیگنال های فرکانس بالا، ما همچنین باید انتقال محیط فیزیکی (مانند جفت پیچ خورده، سیم کواکسیال، موجبر) را که انتقال می دهد، درک کنیم. سیگنال های فرکانس بالا ویژگی هایی که با سیگنال های فرکانس پایین متفاوت است. این مشخصه انتقال مربوط به مواد رسانای محیط انتقال (مانند مس یا نقره)، رسانایی (مقاومت)، شکل هندسی (معمولاً استوانه ای)، اندوکتانس توزیع شده (L0)، ظرفیت خازنی توزیع شده (C0) است. مواد عایق (مجوز) و غیره مرتبط هستند، اما انتقال سیگنال فرکانس پایین اغلب تأثیر این پارامترهای توزیع و ثابت دی الکتریک ماده عایق را در نظر نمی گیرد.

چرا امپدانس مشخصه را آزمایش کنیم؟

هنگامی که یک پرتو نور از هوا به داخل آب شلیک می کند، منعکس می شود، زیرا ویژگی های هدایت نور نور و آب متفاوت است. به طور مشابه، هنگامی که سیگنال ارسال می شود، اگر امپدانس مشخصه در خط انتقال تغییر کند، بازتاب نیز رخ می دهد. طول موج با فرکانس نسبت معکوس دارد. طول موج سیگنال فرکانس پایین بسیار بزرگتر از طول خط انتقال است، بنابراین به طور کلی نیازی به در نظر گرفتن مشکل انعکاس نیست. در حوزه فرکانس بالا، زمانی که طول موج سیگنال و طول خط انتقال یکسان باشد، سیگنال منعکس شده به راحتی با سیگنال اصلی مستعار می شود که بر کیفیت سیگنال تأثیر می گذارد. تطبیق امپدانس می تواند به طور موثر بازتاب سیگنال فرکانس بالا را کاهش داده و حذف کند، بنابراین ما باید امپدانس مشخصه را آزمایش کنیم و مقدار متعادل و پایدار را درک کنیم تا پدیده تست ضعیف ناشی از انعکاس را بهبود بخشیم. بنابراین، پایداری امپدانس برای کنترل ویژگی های خط سیگنال دیفرانسیل بسیار مهم است امپدانس برای یکپارچگی سیگنال های دیجیتال پرسرعت بسیار مهم است، زیرا مقدار امپدانس مشخصه بر نمودار چشمی سیگنال دیفرانسیل، پهنای باند سیگنال، سیگنال تأثیر می گذارد. جیتر و ولتاژ تداخل در خط سیگنال.

مشکل تطبیق امپدانس USB؛ چرا امپدانس مشخصه USB 90 اهم است

با توجه به اینکه چرا باید امپدانس ذکر شده در اینجا را آزمایش کنید، اگر نیاز به یک امپدانس واجد شرایط دارید، باید تطبیق امپدانس را انجام دهید. اگر رابط USB شما برای انتقال داده استفاده می شود و سرعت آن در محدوده سرعت بالا است، باید کابل داده رابط USB را روی PCB وصل کنید برای تطبیق امپدانس، می توانید به طور خاص امپدانس دیفرانسیل حدود 90 اهم طراحی کنید. فقط برای یک جفت خط که داده ها را انتقال می دهند. اگر سرعت مورد نیاز زیاد نباشد، البته اگر از امپدانس استفاده نشود، مشکلی نیست، اما در کاربردهای پرسرعت، پایداری و سرعت تاثیر خواهد گذاشت بسیاری از خطوط سیگنال پرسرعت، مانند خطوط سیگنال CVBS با امپدانس مشخصه 75 اهم، خطوط سیگنال داده LVDS با امپدانس مشخصه 100 اهم، و خطوط داده پرسرعت USB با امپدانس مشخصه 90 اهم. در فرآیند انتقال سیگنال، مسیر هر مرحله دارای امپدانس گذرا مربوطه است. اگر امپدانس گذرا احساس شده توسط سیگنال الکتریکی ارسال شده در طول خط اتصال تغییر کند، یک قسمت به کار خود ادامه می دهد و قسمت دیگر به منبع منعکس می شود. زیرا امپدانس مشخصه مورد نیاز هر خط سیگنال ناسازگار است و امپدانس منبع سیگنال مطابقت ندارد. هنگامی که مقاومت داخلی منبع کمتر از مقاومت داخلی خط انتقال باشد، زنگ می زند، یعنی خط انتقال بیش از حد و بارگذاری اضافه می شود. بیش از حد بیش از حد به دستگاه آسیب می رساند. اگر مقاومت داخلی منبع بزرگتر از امپدانس خط انتقال باشد، انباشته شدن رخ می دهد که باعث می شود منطق مدار در حالت نامشخص قرار گیرد که ممکن است منجر به قضاوت نادرست یا از دست دادن سیگنال شود.

مقاومت های منطبق ذکر شده در اینترنت همگی با سرعت کامل و سرعت پایین هستند

من فقط به مشکل تطبیق امپدانس اشاره کردم. به نظر من باید یک پنجره را باز کنیم. بعد، دری را باز می کنیم. سیگنال USB ما به طور کلی یک سیگنال دیفرانسیل است. سیگنال دیفرانسیل دو ردپای مثبت و منفی است، فاز بین این دو، اختلاف 180 درجه می تواند تداخل حالت رایج را سرکوب کند (همان منبع تداخل همان شکل موج تداخل را روی دو سیگنال تشکیل می دهد و در نهایت یک مثبت و یک منفی خواهد بود. افست)، و همچنین می تواند دامنه سیگنال را افزایش دهد (یکی مثبت و دیگری منفی، هر دو دامنه معادل دو برابر دامنه روی یک سیم است). سیگنال های دیفرانسیل نیز دو روش کوپلینگ محکم و کوپلینگ شل دارند. کوپلینگ شل را می توان بین دو سیم قرار داد تا از جفت شدن (مقطع) بین این دو بیشتر جلوگیری شود. هنگامی که به طور محکم جفت می شوند، دو سیم می توانند بسیار نزدیک باشند، صرف نظر از اتصال محکم یا شل، سیگنال دیفرانسیل عمدتاً به عنوان مسیر برگشت به صفحه زمین متکی است. بیایید در مورد امپدانس کواکسیال 50 اهم صحبت کنیم. من منشأ آن را نمی دانم، اما اکثر ابزارهای RF، آی سی ها، قطعات و غیره بر اساس 50 اهم طراحی شده اند تا با ابزارهای 50 اهم، آی سی ها، قطعات و غیره، کانکتورهای 50 اهم، ردپای PCB، مطابقت داشته باشند. سیم های اتصال و غیره برای اتصال مورد نیاز است، به طوری که سیگنال RF می تواند به دیگری با حداکثر توان یک طرف منتقل شود. علاوه بر این، ردیابی PCB 50 اهم در اینجا، 50 اهم امپدانس مشخصه ردیابی است. در واقع، USB 90 اهمی که امروزه تعریف شده است، در واقع ارتباطی است که عرض، فاصله و برد مدار چاپی را مطابق با طراحی برنامه تأیید می کند. پارامترها، در واقع، من فکر می‌کنم USB واقعاً می‌تواند از 100 اهم ساخته شود، اما بهترین داده تأیید در آزمایشگاه جلویی 90 اهم است، بنابراین کانکتورها و کابل‌های مختلف در پشت تنها با 90 اهم ساخته می‌شوند. اگر برد ما از 100 اهم یا چیز دیگری ساخته شده باشد، در حین انتقال سیگنال، انعکاس رخ می دهد و مشکل تطبیق امپدانس بالا رخ می دهد.

درباره ما