【導讀】說起差分線,做高速設計應該沒有人不知道。最大的認知就是抗干擾能力強。對于畫線路板來說,比單根的并行總線簡單。如:DDR一大把線比PCIE幾對差分線麻煩多了。
差分線——差模,共模,奇模,偶模傻傻的分不清楚
說起差分線,做高速設計應該沒有人不知道。最大的認知就是抗干擾能力強。對于畫線路板來說,比單根的并行總線簡單。如:DDR一大把線比PCIE幾對差分線麻煩多了。
前幾天公司的小朋友問皮皮,什么是差模,共模,奇模,偶模?說傻傻的分不清楚。想當年,皮皮剛接觸的時候,也是傻傻的分不清。
我們先來看看差分線的概念:
簡單來說就是差分線上的兩根線走著電壓相同,相位相反的兩個信號之間相愛相殺的故事。下面這張翹翹板的圖片,很形象的解釋差分線。一會正的上去,一會負的上去,但是始終圍繞著中間點。
圖片來自網(wǎng)絡
如下圖的波形中,Vp為+,Vn為-。綠色的Vdiff就是兩個信號的差值,形成的差分信號。
差模,共模:
這里就出現(xiàn)差模,共模這兩個概念:任意兩個單端信號組合在一起,都可以分解成差模和共模兩個分量。從下面數(shù)學公式上來看就非常直觀。
根據(jù)公式Vcomm是一個恒定的值,這樣Vp和Vn就可以用Vdiff和Vcomm來表示。像不像一個信號用直流分量+交流分量。記住這個恒定的值,當它不恒定的時候,就會產(chǎn)生信號完整性和EMC的問題。
奇模,偶模:
從上面來看,差模,共模是兩根線之間的關系。奇模,偶模就是單根線分別對地的關系。當兩根線同相位,則為偶模。
從下面這個圖中,也很清晰的看出他們的區(qū)別:
現(xiàn)在肯定有人會問,他們之間是什么關系呢?當然有,要不怎么放一塊。
他們的數(shù)學關系如下:
到這里,大家應該對這四個概念有一個清晰的認識。
但是,會不會誤解,差分阻抗就等于單根線的特性阻抗之和(錯誤)。其實,之前皮皮也這么認為,但皮皮用阻抗軟件計算,這個關系式并不成立。這是因為我們忽略了兩根線之間的耦合。當兩根線之間有磁場交會時就有個耦合系數(shù)的問題。所以往往差分信號會比他們單根信號之和要低。原創(chuàng)今日頭條:臥龍會IT技術
如下,從某文章中看到的公式,定義差分阻抗。
下面的表也說明問題,不同線間距,相同差分阻抗的情況下,其他阻抗的值,就可以看出,差分阻抗的值根本就不等單根線的特性阻抗之和。
最后一欄就是特性阻抗。
好了,以上是我對小朋友解釋的四個概念,也是自我總結整理的過程。希望能分享給大家。對大家有所幫助。也可以就這個問題討論。
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