ما هي الممانعة المميزة؟
المعاوقة المميزة مخصصة لإشارات التيار المتردد (أو الإشارات عالية التردد). المعاوقة المميزة هي مفهوم في الإرسال طويل المدى. أثناء إرسال الإشارة في خط النقل، عند النقطة التي تصل فيها الإشارة، ستكون هناك فجوة بين خط النقل والمستوى المرجعي. يتشكل مجال كهربائي . ونظراً لوجود المجال الكهربائي، يتولد تيار صغير لحظي، وهذا التيار الصغير موجود في كل نقطة في خط النقل. وفي الوقت نفسه، تحتوي الإشارة أيضًا على جهد معين، لذلك في عملية نقل الإشارة، ستكون كل نقطة من خط النقل مكافئة لمقاومة، وهي الممانعة المميزة لخط النقل الذي ذكرناه.
تعتمد استمرارية المعاوقة المميزة (ρ) بشكل أساسي على استقرار نسبة معلمات التوزيع L{{0}} وC0. نعلم جميعًا قانون أوم: U=RI، حيث R هي المقاومة أو حمل المقاومة، بالأوم (Ω). ترتبط المقاومة بالمقاومة (المعروفة أيضًا بالموصلية) للمواد المعدنية، ولكن عند نقل الإشارات عالية التردد، نحتاج أيضًا إلى فهم انتقال الوسط المادي (مثل الزوج الملتوي، والأسلاك المحورية، ودليل الموجات) الذي ينقل خصائص الإشارات عالية التردد، والتي تختلف عن الإشارات ذات التردد المنخفض. ترتبط خاصية النقل هذه بالمادة الموصلة لوسط النقل (مثل النحاس أو الفضة)، والموصلية (المقاومة)، والشكل الهندسي (الأسطواني الأكثر شيوعًا)، والحث الموزع (L0)، والسعة الموزعة (C0). ، المواد العازلة (السماحية)، وما إلى ذلك مرتبطة ببعضها البعض، لكن إرسال الإشارة ذات التردد المنخفض غالبًا لا يأخذ في الاعتبار تأثير معلمات التوزيع هذه وثابت العزل الكهربائي للمادة العازلة.
لماذا اختبار مقاومة مميزة؟
عندما يطلق شعاع من الضوء من الهواء إلى الماء، فإنه سوف ينعكس، لأن خصائص الضوء والماء مختلفة. وبالمثل، عندما يتم إرسال الإشارة، إذا تغيرت الممانعة المميزة على خط النقل، فسوف يحدث الانعكاس أيضًا. الطول الموجي يتناسب عكسيا مع التردد. الطول الموجي للإشارة ذات التردد المنخفض أكبر بكثير من طول خط النقل، لذلك ليس من الضروري عمومًا النظر في مشكلة الانعكاس. في مجال التردد العالي، عندما يكون الطول الموجي للإشارة وطول خط النقل بنفس الحجم، يكون من السهل تسمية الإشارة المنعكسة بالإشارة الأصلية، مما يؤثر على جودة الإشارة. يمكن لمطابقة المعاوقة أن تقلل بشكل فعال وتزيل انعكاس الإشارة عالية التردد، لذلك نحتاج إلى اختبار المعاوقة المميزة، وفهم القيمة المتوازنة والمستقرة لتحسين ظاهرة الاختبار الضعيفة الناجمة عن الانعكاس. ولذلك، فإن استقرار المعاوقة مهم جدًا للتحكم في خصائص خط الإشارة التفاضلية. تعد المعاوقة مهمة جدًا لسلامة الإشارات الرقمية عالية السرعة، لأن قيمة المعاوقة المميزة ستؤثر على مخطط العين للإشارة التفاضلية، وعرض نطاق الإشارة، والإشارة ارتعاش، والجهد التدخل على خط الإشارة.
مشكلة مطابقة مقاومة USB؛ لماذا تبلغ الممانعة المميزة لـ USB 90 أوم
وفقًا لسبب حاجتك لاختبار المعاوقة المذكورة هنا، إذا كنت تريد الحصول على مقاومة مؤهلة، فستحتاج إلى إجراء مطابقة المعاوقة. إذا تم استخدام واجهة USB الخاصة بك لنقل البيانات وكانت السرعة في نطاق السرعة العالية، فستحتاج إلى توصيل كابل بيانات واجهة USB على PCB لمطابقة المعاوقة، يمكنك على وجه التحديد تصميم مقاومة تفاضلية تبلغ حوالي 90 أوم، وهي فقط لزوج من الخطوط التي تنقل البيانات؛ إذا لم تكن متطلبات السرعة عالية، بالطبع، فهي ليست مشكلة إذا لم يتم استخدام المعاوقة، ولكن في التطبيقات عالية السرعة، سيكون للاستقرار والسرعة تأثير على العديد من خطوط الإشارة عالية السرعة، مثل خطوط إشارة CVBS ذات مقاومة مميزة تبلغ 75 أوم، وخطوط إشارة بيانات LVDS بممانعة مميزة تبلغ 100 أوم، وخطوط بيانات USB عالية السرعة بممانعة مميزة تبلغ 90 أوم. في عملية إرسال الإشارة، فإن المسار لكل خطوة له مقاومة عابرة مقابلة. إذا تغيرت المعاوقة العابرة التي تشعر بها الإشارة الكهربائية المرسلة على طول خط التوصيل البيني، فسيستمر جزء واحد في الاستمرار، وسوف ينعكس الجزء الآخر مرة أخرى إلى المصدر. لأن المعاوقة المميزة المطلوبة لكل خط إشارة غير متناسقة، ومقاومة مصدر الإشارة غير متطابقة. عندما تكون المقاومة الداخلية للمصدر أقل من المقاومة الداخلية لخط النقل، سيكون هناك رنين، أي تجاوز خط النقل وزيادة التحميل عليه. يؤدي التجاوز المفرط إلى إتلاف الجهاز. إذا كانت المقاومة الداخلية للمصدر أكبر من مقاومة خط النقل، فسيحدث نقص في القدرة، مما سيؤدي إلى أن يكون منطق الدائرة في حالة غير محددة، مما قد يؤدي إلى سوء التقدير أو فقدان الإشارة.
المقاومات المطابقة المذكورة على الإنترنت كلها بأقصى سرعة ومنخفضة السرعة
لقد ذكرت للتو مشكلة مطابقة المعاوقة. أعتقد أننا يجب أن نفتح نافذة. بعد ذلك، نفتح الباب. إشارة USB الخاصة بنا هي بشكل عام إشارة تفاضلية. الإشارة التفاضلية عبارة عن أثرين موجب وسالب، المرحلة بين الاثنين يمكن لفرق 180 درجة أن يمنع تداخل الوضع المشترك (يشكل مصدر التداخل نفسه نفس شكل موجة التداخل على الإشارتين، وأخيرًا ستكون إشارة إيجابية وأخرى سلبية الإزاحة)، ويمكنه أيضًا زيادة سعة الإشارة (واحدة موجبة وواحدة سلبية، وكلاهما يعادل ضعف السعة على السلك). تحتوي الإشارات التفاضلية أيضًا على طريقتين للاقتران المحكم والاقتران السائب. يمكن وضع وصلة فضفاضة بين سلكين لتجنب الاقتران (التداخل) بين السلكين. عندما يكون السلكان مقترنين بإحكام، يمكن أن يكونا قريبين جدًا، بغض النظر عن الاقتران الوثيق أو غير المحكم، تعتمد الإشارة التفاضلية بشكل أساسي على المستوى الأرضي كمسار العودة؛ دعونا نتحدث عن مقاومة محورية 50 أوم. لا أعرف مصدرها، لكن معظم أجهزة الترددات اللاسلكية، والدوائر المرحلية، والأجزاء، وما إلى ذلك، تم تصميمها وفقًا لـ 50 أوم، وذلك لمطابقة أجهزة 50 أوم، والدوائر المرحلية، والأجزاء، وما إلى ذلك، وموصلات 50 أوم، وآثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور، هناك حاجة إلى أسلاك توصيل وما إلى ذلك للتوصيل، بحيث يمكن نقل إشارة التردد اللاسلكي إلى طرف آخر بأقصى طاقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بمقاومة 50 أوم هنا، 50 أوم هي المعاوقة المميزة للتتبع؛ في الواقع، فإن USB 90 أوم المحدد اليوم هو في الواقع ارتباط يتحقق من عرض تتبع PCB، والتباعد، واللوحة وفقًا لتصميم التطبيق. في الواقع، أعتقد أن المعلمات يمكن تصنيع USB بمقاومة 100 أوم، لكن أفضل بيانات التحقق في مختبر الواجهة الأمامية هي 90 أوم، لذا لا يمكن تصنيع الموصلات والكابلات المختلفة في الخلف إلا بمقاومة 90 أوم. إذا كانت اللوحة الخاصة بنا مصنوعة من 100 أوم أو أي شيء آخر، فستحدث انعكاسات أثناء إرسال الإشارة، وستحدث مشكلة مطابقة المعاوقة المذكورة أعلاه.
معلومات عنا
