差分线也有差模,共模,奇模,偶模?看看她怎么说,你就明白了

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作者:卧龙会 皮希彼

差分线——差模,共模,奇模,偶模傻傻的分不清楚

说起差分线,做高速设计应该没有人不知道。最大的认知就是抗干扰能力强。对于画线路板来说,比单根的并行总线简单。如:DDR一大把线比PCIE几对差分线麻烦多了。

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前几天公司的小朋友问皮皮,什么是差模,共模,奇模,偶模?说傻傻的分不清楚。想当年,皮皮刚接触的时候,也是傻傻的分不清。

我们先来看看差分线的概念:

简单来说就是差分线上的两根线走着电压相同,相位相反的两个信号之间相爱相杀的故事。下面这张翘翘板的图片,很形象的解释差分线。一会正的上去,一会负的上去,但是始终围绕着中间点。

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图片来自网络

如下图的波形中,Vp为+,Vn为-。绿色的Vdiff就是两个信号的差值,形成的差分信号。

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差模,共模:
这里就出现差模,共模这两个概念:任意两个单端信号组合在一起,都可以分解成差模和共模两个分量。从下面数学公式上来看就非常直观。

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根据公式Vcomm是一个恒定的值,这样Vp和Vn就可以用Vdiff和Vcomm来表示。像不像一个信号用直流分量+交流分量。记住这个恒定的值,当它不恒定的时候,就会产生信号完整性和EMC的问题。

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奇模,偶模:
从上面来看,差模,共模是两根线之间的关系。奇模,偶模就是单根线分别对地的关系。当两根线同相位,则为偶模。

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从下面这个图中,也很清晰的看出他们的区别:

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现在肯定有人会问,他们之间是什么关系呢?当然有,要不怎么放一块。

他们的数学关系如下:

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到这里,大家应该对这四个概念有一个清晰的认识。

但是,会不会误解,差分阻抗就等于单根线的特性阻抗之和(错误)。其实,之前皮皮也这么认为,但皮皮用阻抗软件计算,这个关系式并不成立。这是因为我们忽略了两根线之间的耦合。当两根线之间有磁场交会时就有个耦合系数的问题。所以往往差分信号会比他们单根信号之和要低。原创今日头条:卧龙会IT技术

如下,从某文章中看到的公式,定义差分阻抗。

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下面的表也说明问题,不同线间距,相同差分阻抗的情况下,其他阻抗的值,就可以看出,差分阻抗的值根本就不等单根线的特性阻抗之和。

最后一栏就是特性阻抗。

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好了,以上是我对小朋友解释的四个概念,也是自我总结整理的过程。希望能分享给大家。对大家有所帮助。也可以就这个问题讨论。

文章来源:卧龙会IT技术

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