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串行总线---差分互连之模态转换

串行总线---差分互连之模态转换

作者: 一博科技 | 来源:发表于2017-05-17 13:55 被阅读4次

俗话说:少年看山是山,看水是水;中年看山不是山,看水不是水;老年看山还是山,看水还是水!这就说明,不同的人生阅历,我们眼中的世界是不一样的。这又让我想到了小陈之前的文章中的一个说法,在逻辑工程师眼中数字信号就是0101,在硬件工程师眼中,数字信号就是高低跳变的电平。但是在SI工程师眼中,数字信号是一堆不同频率的正弦波的叠加。那么在SI工程师眼中,差分信号又是什么呢?

上篇文章我们讲到了差分信号的模态,其中有个重要的概念,那就是:

这里将单根信号的幅值用另外一种角度描述出来,那就是共模信号与差分信号的叠加。共模信号描述了单端信号中不变的成分,而差分信号描述了单端信号中跳变的部分。所以,在SI工程师眼中,差分信号不仅仅是差分信号,它是差分与共模的叠加。下面我们来直观的感受一下什么是模态转换。

理想情况下,我们希望差分信号是下图1这样的:

上式中D指的是differential,C指的是common mode,端口定义如下:

图3

从上式我们可以看出,要想保证信号模态转换为0,两根线必须绝对的对称,即S11=S33,S21=S43,S23=S41。其中的对称包括阻抗的一致性和时延的一致性。

SCD越小越好,越小代表通道的对称性越好。实际情况下,由于设计过程中的各种限制,以及加工公差等原因,以上对称条件不可能完全满足,所以模态转换不可避免。我们在线路板设计中,为把差分线的模态转换控制在较小水平,就要尽量将差分对做到完全对称。

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