信号完整性——阻抗与电器模型

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       又来开始瞎写了,感觉坚持一件事情越来越难了。第一次写这种技术概括文章还真挺难,看着别人得技术博客,感觉果然差距好大。哎

       不说了,下面接着复习复习阻抗与电器模型。信号狭义上是指在电路中变化得电压或者电流,而在高速电路中,一切都是因为互联的阻抗。原因前面已经说了,包括机械设计,链接设计等。只要影响了电路的阻抗变化,就会影响到信号质量。其实总结而说,所有的信号完整问题就是阻抗的问题。理解了阻抗,也就是理解了信号完整信的核心。

     因此在整个设计过程中,建模与仿真是其中关键的一些步骤,其基础就是:把物理特性转换成阻抗描述,分析阻抗对信号的影响。

      阻抗在日常中常常会混淆,其实电器术语有明确的定义:Z=U/I。只要从这个基本定义出发,就不会产生误解。而影响阻抗的也就是信号线本身的电阻,还有和周围环境形成的电容和电感。在理想中,电容就是电容,电感就是电感,电容就是电容。而在实际中,不管是电容,电感,电阻还是导线,都是具有三者的性质。所有的器件都可以用理想器件组成的等效模型来表达。

                                              信号完整性

 电容可以用上图的理想模型来代替

     也就是电容阻抗Z(w)=R+i(wL-1/wC)(这个公式是基于理想器件下用上述模型所推导)这个就是用理想的器件模型来仿真或者估计阻抗了。这就导致了个情况就是,如下图

                                                信号完整性

说明了随着频率的变化,电容器件的性质也就开始变化。比如说在低频时还保持有电容特性(阻抗随频率增大而减小),但随着频率的增加,慢慢的电容就不再具有电容的性质,而是具有了电感的性质,(阻抗随着频率在变大)。当然这个模型只是最简单的模型,虽然简单但是很实用,基本上可以能够跟实际测量值匹配。在很多情况下,依然可以保持较好的仿真特性。

么                                          信号完整性

这个是对应器件的理想模型替代。电阻的阻抗Z(w)=R//L-C=[iR(wL-1/wC)]/[R+i(wL-1/wC)],电感的阻抗Z(w)=C//R-L(电感串接电阻的和并上电容)具体计算方法参考上述计算方式。(为什么引进i,这个复数我就不多讲了,学过电路基础的人都知道,表示相位,但是其实在分析过程中基本上对相位不是很关心,只需要知道就行)但是上面的几个模型最后都可以幻化成Z(w)=R+i(wL-1/wC)这个样子,也就是说其实他们的阻抗频率变化图都可以从第二个图里面找到影子。

微带线的模型后面在复习了。

由于现在软件很发达,随着器件模型的变化,我们不可能就这样计算,因为必须要用软件的辅助,其中比较出名的就是SPICE .虽然我还没有怎么学过这个软件,但是我早就听了这个大名如雷贯耳,希望以后工作中能有机会用到这个。

今天就先讲到这里,哎,怎么有想要吐槽自己的文笔了。感觉一点进步都没有,也不知道自己这个概括别人看不看得懂额。看来我的理解依然不够深刻,还是不能够用自己的语言表达出来。尴尬

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