差分線也有差模,共模,奇模,偶模?看看她怎麼說,你就明白了

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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。對於畫線路板來說,比單根的並行總線簡單。如:DDR一大把線比PCIE幾對差分線麻煩多了。


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前幾天公司的小朋友問皮皮,什麼是差模,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。原創今日頭條:臥龍會IT技術

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。


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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。


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差模,共模:

這裡就出現差模,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。從下面數學公式上來看就非常直觀。

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根據公式Vcomm是一個恆定的值,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。記住這個恆定的值,當它不恆定的時候,就會產生信號完整性和EMC的問題。

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奇模,偶模:

從上面來看,差模,共模是兩根線之間的關係。奇模,偶模就是單根線分別對地的關係。當兩根線同相位,則為偶模。

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從下面這個圖中,也很清晰的看出他們的區別:

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現在肯定有人會問,他們之間是什麼關係呢?當然有,要不怎麼放一塊。

他們的數學關係如下:


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到這裡,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,差分阻抗就等於單根線的特性阻抗之和(錯誤)。其實,之前皮皮也這麼認為,但皮皮用阻抗軟件計算,這個關係式並不成立。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係數的問題。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。

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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。

最後一欄就是特性阻抗。

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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。歡迎轉載,收藏,留言。

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