差分线是分布参数系统,因此在PCB快板厂家设计PCB时必须进行阻抗匹配。否则,信号将会在阻抗不连续的地方发生反射。当发生信号反射时,在数字波形上信号反射主要表现为上冲、下冲和振铃现象。下面的公式是一个信号的上升沿(幅度为Ec)从驱动端经过差分传输线到接收端的频率响应:
其中:
(1)信号源的电动势为EG。内阻抗为ZG;
(2) 负载阻抗为ZL,H1(W)传输线的系统函数;
(3)FR和FG。分别是信号接收端和信号驱动端的反射系数,由以下两式表示:
由式(1)可知,传输线上的电压是由从信号源向负载传输的人射波和从负载向信号源传输的反射波的叠加。只要通过阻抗匹配使)FR和FG等于0,就可以消除信号反射现象。在实际应用中,PCB快板厂家一般只要求FL=0,这是因为只要接收端不发生信号反射,就不会有信号反射回源端并发生源端反射。
由式(3)可知,如果FL=0,则必须使zl=Z。,即传输线的特性阻抗等于终端负载的电阻值。
PCB快板厂家可以使用相关的EDA设计工具,这些工具可以帮助设计者计算传输线的特性阻抗。特性阻抗与差分线的线宽、线距及相邻介质的介电常数有关。在实际应用中,一般把差分线的特性阻抗控制在100Q左右。
注:一个差分信号在多层PCB的不同层传输时(特别是内外层都走线时),要及时调整线宽线距来补偿因为介质的介电常数变化所带来的特性阻抗变化。
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