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作者：一博科技 俗話說：少年看山是山，看水是水；中年看山不是山，看水不是水；老年看山還是山，看水還是水！這就說明，不同的人生閱歷，我們眼中的世界是不一樣的。這又讓我想到了小陳之前的文章中的一個說法，在邏輯工程師眼中數(shù)字信號就是0101，在硬件工程師眼中，數(shù)字信號就是高低跳變的電平。但是在SI工程師眼中，數(shù)字信號是一堆不同頻率的正弦波的疊加。那么在SI工程師眼中，差分信號又是什么呢？ 上篇文章我們講到了[size=1em]差分信號的模態(tài)，其中有個重要的概念，那就是： 這里將單根信號的幅值用另外一種角度描述出來，那就是[size=1em]共模信號與差分信號的疊加。共模信號描述了單端信號中不變的成分，而差分信號描述了單端信號中跳變的部分。所以，在SI工程師眼中，差分信號不僅僅是差分信號，它是差分與共模的疊加。下面我們來直觀的感受一下什么是模態(tài)轉(zhuǎn)換。 理想情況下，我們希望差分信號是下圖1這樣的： 圖1 圖1中兩根單端信號完全對稱，交叉點也正好在共模電壓上。但實際上，我們接受到的信號往往是這樣的： 圖2 圖2中，兩根信號并不對稱，交叉點也沒有在共模電壓的位置。這兩幅圖中的差分信號貌似差別不大，但是共模信號卻存在較大的差異。理想情況下，共模信號是一個恒定不變的值，但是像圖2這種情況，共模信號卻出現(xiàn)了波動。既然有波動，肯定是有外加的能量對他產(chǎn)生干擾，而這種能量就來自于差分信號。我們把這種差分能量向共模能量轉(zhuǎn)換就叫做模態(tài)轉(zhuǎn)換。 差分能量轉(zhuǎn)換為共模能量后，差分信號本身的能量會有損失，這種損失在時域中通常表現(xiàn)為信號上升沿的畸變（變緩或者扭曲），而在頻域中則表現(xiàn)為高頻分量的損失。這一點，在之前的高速先生文檔中已經(jīng)分析的比較清楚了，可以查看以下文章，鏈接如下：[size=1em]http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/Show.aspx?id=803 我們對模態(tài)轉(zhuǎn)換說了這么多，歸根結(jié)底是因為模態(tài)轉(zhuǎn)換他是評估一個傳輸通道性能好壞的指標，就像我們通常提到的插損和回損。插損是用來評估通道損耗程度的，回損是用來評估通道阻抗連續(xù)性的，那么模態(tài)轉(zhuǎn)換又是用來評估什么的呢？我們來看看S參數(shù)中模態(tài)轉(zhuǎn)換的定義， 上式中D指的是differential，C指的是common mode，端口定義如下： 圖3 從上式我們可以看出，要想保證信號模態(tài)轉(zhuǎn)換為0，兩根線必須絕對的對稱，即S11=S33，S21=S43，S23=S41。其中的對稱包括阻抗的一致性和時延的一致性。 SCD越小越好，越小代表通道的對稱性越好。實際情況下，由于設(shè)計過程中的各種限制，以及[size=1em]PCB加工公差等原因，以上對稱條件不可能完全滿足，所以模態(tài)轉(zhuǎn)換不可避免。我們在[size=1em]線路板設(shè)計中，為把差分線的模態(tài)轉(zhuǎn)換控制在較小水平，就要盡量將差分對做到完全對稱。 |
