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50ohm阻抗匹配

作者:icezhou | 时间:2016-6-1 17:49:11 | 阅读:3019| 显示全部楼层
当一个讯号源发送讯号到接收端,都希望达到无失真的情况。但因传送媒体(铜线)在制作过程的工艺问题,如蕊线发泡和偏心不准等,在线每一位置都会有不同的阻抗值,时大时小。当讯号从发送端送出后,会因阻抗的不匹配而反射回发送端,后随的讯号被这反射对冲而衰减,当反射达到某一程度,便会令接收端对讯号的逻辑判断出错。亦因不同系统(如Ethernet和USB)的设计上不同,加上线材的质量和接收端对容错和纠正的能力,很多标准都订下了严格的阻抗值要求。

对于传统的低速信号而言, 一根导线可以认为阻抗值为0.
然而对于高速信号来说, 导线的阻抗就不是0, 而要考虑到电磁效应产生的偶合电容和偶合电感, 这时出于对信号完整性的考虑, 我们就必需在信号源或着接收处加上相应的匹配电阻, 以使反弹信号不会影响接收端对信号的逻辑判断产生错误.
50欧姆阻抗匹配只是其中的一种, 对于不同线路, 不同的IC和不同的layout而言, 匹配电阻会不同.
例如: 还有22欧姆, 33欧姆等

这个阻抗是在高频信号传输领域产生的,称之为特性阻抗。我们知道传输需要传输线,传输线由导线和介质组成,人们在实践和相关的理论研究中发现在高频区域里,由于分布参数的影响传输线已经等效成为一个由若干个基本网络单元组成的传输网络,传输线的长短只是只是这种基本网络单元的多少不同而已,对于同一个传输线而言,每一个网络但愿的输入输出阻抗都是相同的,我们称它为特性阻抗,在高频频段里这个特性阻抗是一个较低的值,它是客观存在而不是人为规定的,我们只能通过材料等因素轻微影响这个值。因此就有了50欧姆、75欧姆等特性阻抗的电缆传输线。阻抗匹配是能量传输最大化的要求,因此必须做到阻抗匹配的方法传输高频信号。重要的是特性阻抗是客观存在的而不是人为规定的。

阻抗匹配其涉及的是传输线理论。当一个信号源发出信号时对于传输信号的传输线其导电材料和其介质材料的分布特性也即感抗和容抗决定了传输系统的阻抗特性。当阻抗不匹配信号源发出的信号会被部分的反射回来。这样接收信号的负载就不能得到最大能量。而且反射回来的部分还会由于其对信号源的阻抗不匹配而形成再次反射,每次的反射由于系统的损耗而逐步衰减。最绝对的情况时当负载阻抗无穷大即开路或短路,信号将完全反射。对大功率的情况会烧毁信号源。对于信息的传输会使负载得不到最大能量而使信噪比劣华。对于数字信号还会由于射波的叠加而使波形失真而无法解码。在实际使用中当传输线的长度远远小于信号波长时可忽略传输线的阻抗匹配问题只需考虑信号源和负载的阻抗匹配问题。

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