Tambah Kegemaran set Homepage
jawatan:Laman Utama >> Berita >> Electron

produk Kategori

produk Tags

Tapak Fmuser

Asas: Isyarat Berakhir Tunggal dan Berbeza

Date:2022/1/6 18:58:09 Hits:


Mula-mula, kita perlu mempelajari beberapa asas tentang isyarat satu hujung sebelum kita boleh membincangkan isyarat pembezaan dan ciri-cirinya.

Isyarat Berakhir Tunggal

Isyarat satu hujung ialah cara mudah dan biasa untuk menghantar isyarat elektrik daripada penghantar kepada penerima. Isyarat elektrik dihantar oleh voltan (selalunya voltan yang berbeza-beza), yang dirujuk kepada potensi tetap, biasanya nod 0 V dirujuk sebagai "tanah."

Satu konduktor membawa isyarat dan satu konduktor membawa potensi rujukan sepunya. Arus yang dikaitkan dengan isyarat bergerak dari penghantar ke penerima dan kembali ke bekalan kuasa melalui sambungan tanah. Jika berbilang isyarat dihantar, litar akan memerlukan satu konduktor untuk setiap isyarat ditambah satu sambungan tanah yang dikongsi; oleh itu, sebagai contoh, 16 isyarat boleh dihantar menggunakan 17 konduktor.

 

Topologi satu hujung

Isyarat Berbeza

Isyarat pembezaan, yang kurang biasa daripada isyarat satu hujung, menggunakan dua isyarat voltan pelengkap untuk menghantar satu isyarat maklumat. Jadi satu isyarat maklumat memerlukan sepasang konduktor; satu membawa isyarat dan satu lagi membawa isyarat songsang.

 

Berakhir tunggal vs. pembezaan: Gambar rajah pemasaan generik

 

Penerima mengekstrak maklumat dengan mengesan perbezaan potensi antara isyarat terbalik dan tidak terbalik. Kedua-dua isyarat voltan adalah "seimbang," bermakna ia mempunyai amplitud yang sama dan kekutuban bertentangan berbanding voltan mod biasa. Arus balik yang berkaitan dengan voltan ini juga seimbang dan dengan itu membatalkan satu sama lain; atas sebab ini, kita boleh mengatakan bahawa isyarat pembezaan mempunyai (idealnya) arus sifar yang mengalir melalui sambungan tanah.

Dengan isyarat pembezaan, pengirim dan penerima tidak semestinya berkongsi rujukan asas yang sama. Walau bagaimanapun, penggunaan isyarat pembezaan tidak bermakna perbezaan potensi tanah antara penghantar dan penerima tidak mempunyai kesan ke atas pengendalian litar.

Jika berbilang isyarat dihantar, dua konduktor diperlukan untuk setiap isyarat, dan selalunya perlu atau sekurang-kurangnya berfaedah untuk memasukkan sambungan tanah, walaupun apabila semua isyarat adalah berbeza. Oleh itu, sebagai contoh, menghantar 16 isyarat memerlukan 33 konduktor (berbanding dengan 17 untuk penghantaran satu hujung). Ini menunjukkan kelemahan yang jelas bagi isyarat pembezaan.

 

Topologi isyarat pembezaan

Faedah Isyarat Berbeza

Walau bagaimanapun, terdapat faedah penting bagi isyarat pembezaan yang boleh lebih daripada mengimbangi kiraan konduktor yang meningkat.

Tiada Arus Pulangan

Oleh kerana kita (sebaik-baiknya) tiada arus balik, rujukan tanah menjadi kurang penting. Potensi tanah juga boleh berbeza pada pengirim dan penerima atau bergerak dalam julat tertentu yang boleh diterima. Walau bagaimanapun, anda perlu berhati-hati kerana isyarat pembezaan berganding DC (seperti USB, RS-485, CAN) secara amnya memerlukan potensi tanah yang dikongsi untuk memastikan isyarat kekal dalam voltan mod biasa maksimum dan minimum antara muka yang dibenarkan.

Rintangan kepada EMI Masuk dan Crosstalk

Jika EMI (gangguan elektromagnet) atau crosstalk (iaitu, EMI yang dijana oleh isyarat berdekatan) diperkenalkan dari luar konduktor pembezaan, ia ditambah sama kepada isyarat songsang dan bukan terbalik. Penerima bertindak balas kepada perbezaan voltan antara kedua-dua isyarat dan bukan kepada voltan hujung tunggal (iaitu, rujukan tanah), dan dengan itu litar penerima akan mengurangkan amplitud gangguan atau crosstalk dengan banyak.

Inilah sebabnya mengapa isyarat pembezaan kurang sensitif kepada EMI, crosstalk atau sebarang bunyi bising lain yang digabungkan ke dalam kedua-dua isyarat pasangan pembezaan.

Pengurangan EMI Keluar dan Crosstalk

Peralihan pantas, seperti peningkatan dan penurunan tepi isyarat digital, boleh menjana sejumlah besar EMI. Kedua-dua isyarat satu hujung dan pembezaan menjana EMI, tetapi kedua-dua isyarat dalam pasangan pembezaan akan mencipta medan elektromagnet yang (idealnya) sama dalam magnitud tetapi bertentangan dalam kekutuban. Ini, bersama-sama dengan teknik yang mengekalkan jarak dekat antara kedua-dua konduktor (seperti penggunaan kabel pasangan terpiuh), memastikan bahawa pelepasan daripada kedua-dua konduktor sebahagian besarnya akan membatalkan satu sama lain.

Operasi Voltan Rendah

Isyarat satu hujung mesti mengekalkan voltan yang agak tinggi untuk memastikan nisbah isyarat-ke-bunyi (SNR) yang mencukupi. Voltan antara muka satu hujung biasa ialah 3.3 V dan 5 V. Oleh kerana rintangannya yang lebih baik terhadap hingar, isyarat pembezaan boleh menggunakan voltan yang lebih rendah dan masih mengekalkan SNR yang mencukupi. Selain itu, SNR bagi isyarat pembezaan secara automatik meningkat dengan faktor dua berbanding dengan pelaksanaan satu hujung yang setara, kerana julat dinamik pada penerima pembezaan adalah dua kali lebih tinggi daripada julat dinamik setiap isyarat dalam pasangan pembezaan.

Keupayaan untuk berjaya memindahkan data menggunakan voltan isyarat yang lebih rendah datang dengan beberapa faedah penting:

  • Voltan bekalan yang lebih rendah boleh digunakan.
  • Peralihan voltan yang lebih kecil
    • mengurangkan EMI terpancar,
    • mengurangkan penggunaan kuasa, dan
    • membenarkan frekuensi operasi yang lebih tinggi.

Keadaan Tinggi atau Rendah dan Masa yang Tepat

Pernahkah anda terfikir bagaimana sebenarnya kita memutuskan sama ada isyarat berada dalam keadaan logik tinggi atau rendah logik? Dalam sistem satu hujung, kita perlu mempertimbangkan voltan bekalan kuasa, ciri ambang litar penerima, mungkin nilai voltan rujukan. Dan sudah tentu terdapat variasi dan toleransi, yang membawa ketidakpastian tambahan ke dalam soalan logik-tinggi-atau-logik-rendah.

Dalam isyarat pembezaan, menentukan keadaan logik adalah lebih mudah. Jika voltan isyarat tidak terbalik lebih tinggi daripada voltan isyarat terbalik, anda mempunyai logik tinggi. Jika voltan tidak terbalik adalah lebih rendah daripada voltan terbalik, anda mempunyai logik rendah. Dan peralihan antara dua keadaan ialah titik di mana isyarat tidak songsang dan terbalik bersilang—iaitu, titik silang.

Ini adalah salah satu sebab mengapa penting untuk memadankan panjang wayar atau surih yang membawa isyarat pembezaan: Untuk ketepatan pemasaan maksimum, anda mahu titik silang betul-betul sepadan dengan peralihan logik, tetapi apabila kedua-dua konduktor dalam pasangan itu tidak sama. panjang, perbezaan kelewatan perambatan akan menyebabkan titik silang beralih.

Aplikasi

Pada masa ini terdapat banyak piawaian antara muka yang menggunakan isyarat pembezaan. Ini termasuk yang berikut:

  • LVDS (Isyarat Pembezaan Voltan Rendah)
  • CML (Logik Mod Semasa)
  • RS485
  • RS422
  • Ethernet
  • CAN
  • USB
  • Audio seimbang berkualiti tinggi

Jelas sekali, kelebihan teori bagi isyarat pembezaan telah disahkan oleh penggunaan praktikal dalam banyak aplikasi dunia sebenar.

Teknik Asas PCB untuk Menghalakan Jejak Perbezaan

Akhir sekali, mari kita pelajari asas cara jejak pembezaan dihalakan pada PCB. Isyarat pembezaan penghalaan boleh menjadi agak rumit, tetapi terdapat beberapa peraturan asas yang menjadikan proses lebih mudah.

Padanan Panjang dan Panjang – Pastikan Ia Sama!

Isyarat pembezaan adalah (idealnya) sama dalam magnitud dan bertentangan dalam kekutuban. Oleh itu, dalam kes yang ideal, tiada arus pulangan bersih akan mengalir melalui tanah. Ketiadaan arus balik ini adalah perkara yang baik, jadi kami ingin memastikan segala-galanya sebaik mungkin, dan ini bermakna kami memerlukan panjang yang sama untuk dua jejak dalam pasangan pembezaan.

Semakin tinggi masa naik/turun isyarat anda (jangan dikelirukan dengan kekerapan isyarat), lebih banyak anda perlu memastikan bahawa jejak mempunyai panjang yang sama. Program reka letak anda mungkin termasuk ciri yang membantu anda memperhalusi panjang jejak untuk pasangan pembezaan. Jika anda menghadapi kesukaran untuk mencapai panjang yang sama, anda boleh menggunakan teknik "meander".

 

Contoh jejak berliku

Lebar dan Jarak – Pastikan Ia Tetap!

Lebih rapat konduktor pembezaan, lebih baik gandingan isyarat akan menjadi. EMI yang dijana akan membatalkan dengan lebih berkesan, dan EMI yang diterima akan berganding lebih sama ke dalam kedua-dua isyarat. Jadi cuba rapatkan mereka.

Anda harus mengarahkan konduktor pasangan pembezaan sejauh mungkin dari isyarat jiran, untuk mengelakkan gangguan. Lebar dan ruang antara jejak anda hendaklah dipilih mengikut impedans sasaran dan harus kekal malar sepanjang keseluruhan jejak. Jadi, jika boleh, jejak harus kekal selari semasa ia mengelilingi PCB.

Impedans – Minimumkan Variasi!

Salah satu perkara yang paling penting untuk dilakukan apabila mereka bentuk PCB dengan isyarat pembezaan adalah untuk mengetahui impedans sasaran untuk aplikasi anda dan kemudian susun pasangan pembezaan anda dengan sewajarnya. Juga, pastikan variasi impedans sekecil mungkin.

Impedans garis pembezaan anda bergantung pada faktor seperti lebar surih, gandingan surih, ketebalan kuprum dan bahan PCB dan susunan lapisan. Pertimbangkan setiap perkara ini semasa anda cuba mengelakkan apa-apa yang mengubah impedans pasangan pembezaan anda.

Jangan halakan isyarat berkelajuan tinggi di atas jurang antara kawasan kuprum pada lapisan satah, kerana ini juga menjejaskan impedans anda. Cuba elakkan ketakselanjaran dalam pesawat darat.

Cadangan Susun Atur – Baca, Analisis dan Terlalu Fikirkannya!

Dan, akhir sekali, terdapat satu perkara yang sangat penting yang perlu anda lakukan semasa menghalakan jejak pembezaan: Dapatkan lembaran data dan/atau nota aplikasi untuk cip yang menghantar atau menerima isyarat pembezaan, membaca cadangan reka letak dan menganalisis mereka dengan rapat. Dengan cara ini anda boleh melaksanakan susun atur yang terbaik dalam kekangan reka bentuk tertentu.

Kesimpulan

Isyarat pembezaan membolehkan kami menghantar maklumat dengan voltan yang lebih rendah, SNR yang baik, imuniti yang lebih baik kepada bunyi bising dan kadar data yang lebih tinggi. Sebaliknya, kiraan konduktor meningkat, dan sistem akan memerlukan pemancar dan penerima khusus dan bukannya IC digital standard.

Pada masa kini, isyarat pembezaan adalah sebahagian daripada banyak piawaian, termasuk LVDS, USB, CAN, RS-485, dan Ethernet, dan oleh itu kita semua harus (sekurang-kurangnya) biasa dengan teknologi ini. Jika anda sebenarnya mereka bentuk PCB dengan isyarat pembezaan, ingat untuk merujuk lembaran data dan nota aplikasi yang berkaitan, dan jika perlu baca artikel ini sekali lagi!

Tinggalkan pesanan 

Nama *
E-mel *
Telefon
Alamat
Kod Lihat kod pengesahan? Klik menyegarkan!
Mesej Anda
 

Senarai mesej

Comments Loading ...
Laman Utama| Pengenalan| Produk| Berita| muat turun| Khidmat Bantuan| Maklum Balas| Hubungi Kami| Servis

Hubungi: Zoey Zhang Web: www.fmuser.net

Whatsapp / Wechat: +86 183 1924 4009

Skype: tomleequan E-mel: [e-mel dilindungi] 

Facebook: Youtube FMUSERBROADCAST: FMUSER ZOEY

Alamat dalam bahasa Inggeris: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, TianHe District., GuangZhou, China, 510620 Alamat dalam bahasa Cina: 广州市天河区黄埔大道西273号惠305兰阘(3E)