差分阻抗_差模阻抗与特性阻抗区别新选
单端阻抗和差分阻抗
单端阻抗和差分阻抗随着数字信号处理技术的发展，高速电路设计越来越受到关注。
在高速电路设计中，阻抗匹配是非常重要的一环。
阻抗匹配可以有效减少信号反射和信号串扰，提高电路的性能。
在阻抗匹配中，单端阻抗和差分阻抗是两个非常重要的概念。
本文将详细介绍单端阻抗和差分阻抗的概念、计算方法和应用。
一、单端阻抗单端阻抗是指单端信号的阻抗。
在单端信号中，信号源和负载之间的电路构成了一个单端电路。
单端电路中信号的传输是通过单根导线进行的。
在单端电路中，阻抗匹配通常是通过调整负载的阻抗来实现的。
当负载的阻抗等于信号源的输出阻抗时，就可以实现阻抗匹配。
在单端电路中，阻抗的计算方法有很多种。
其中最常用的方法是利用电压和电流的比值来计算阻抗。
假设单端电路中的电压为V，电流为I，则单端阻抗可以表示为：Z = V / I对于直流电路，阻抗的计算方法非常简单。
直流电路中，阻抗等于电阻。
假设单端电路中的电阻为R，则单端阻抗可以表示为：Z = R对于交流电路，阻抗的计算方法稍微复杂一些。
交流电路中，阻抗由电阻和电抗两部分组成。
电抗是指电路中的感抗和容抗。
假设单端电路中的电阻为R，电抗为X，则单端阻抗可以表示为：Z = R + jX其中j是虚数单位。
通常情况下，我们使用复数来表示阻抗。
复数的实部表示电阻，虚部表示电抗。
二、差分阻抗差分阻抗是指差分信号的阻抗。
在差分信号中，信号源和负载之间的电路构成了一个差分电路。
差分电路中信号的传输是通过两根导线进行的。
在差分电路中，阻抗匹配通常是通过调整两个信号线的阻抗来实现的。
当两个信号线的阻抗相等时，就可以实现阻抗匹配。
在差分电路中，阻抗的计算方法也有很多种。
其中最常用的方法是利用差分模式和共模模式来计算阻抗。
假设差分电路中的差分模式电压为Vd，差分模式电流为Id，共模模式电压为Vcm，共模模式电流为Icm，则差分阻抗可以表示为：Zd = Vd / IdZcm = Vcm / Icm其中Zd表示差分模式阻抗，Zcm表示共模模式阻抗。
电机信号差分阻抗
电机信号差分阻抗
电机信号差分阻抗是一种采用双馈拓扑的电机保护装置，由于其
能够有效的检测和保护电机在使用过程中所出现的各种问题。
它的主
要原理是将电动机的回路进行双馈拓扑，通过差分双馈结构来测量电
机绕组间相对于地的反值，从而快速检测出电机的漏电、断线和接地
等异常情况及时进行保护。
差分阻抗的双端是由两个收发器组成，一个收发器在负载机极，
另一个收发器在电机端，以此实现对电机连接系统的检测。
收发器传
输的是电机回路绕组和地之间的差分电流信号，其电流大小可由信号
线上的负载机极电容可调节。
在正常工作状态下，负载机极处的收发
器用来检测电机回路绕组和地之间的反差值，当电机发生漏电、断线、短路、接地等故障时，反差值会显著升高，并通过信号线发送给电机
端的收发器，从而实现对电机的实时保护。
通过使用双馈拓扑的电机信号差分阻抗可以有效地检测和保护电机，特别是可以快速检测出电机的异常情况，例如漏电、断线和接地等，并能够及时切断电源以防止发生电路故障。
此外，电机信号差分
阻抗还可以用来测量电机的工作状态，以便于及时发现电机出现过温、过载等现象，从而防止电机发生严重故障。
差分阻抗和共模阻抗
差分阻抗和共模阻抗一、差分阻抗的概念和作用差分阻抗是指在差模信号传输中，对于差模信号的阻抗特性。
差模信号是指在一个电路中两个信号之间的差值，常见于数据通信、音频放大器等领域。
在差模信号传输中，如果两个信号的阻抗不同，就会导致一些问题，比如共模噪声、失真等。
因此，要保证两个信号的阻抗相同，就需要考虑差分阻抗。
二、如何计算差分阻抗计算差分阻抗需要考虑电路的布局和元器件的参数。
首先需要确定电路中两个信号之间的距离和宽度，并根据这些参数来计算出电容和电感等元器件的参数。
然后根据这些参数来计算出整个电路的阻抗特性。
三、共模噪声和共模阻抗共模噪声是指在一个电路中两个信号共同受到的干扰。
这种干扰会导致一些问题，比如降低系统性能、增加误码率等。
为了避免共模噪声，需要考虑共模阻抗。
共模阻抗是指在差模信号传输中，对于共模信号的阻抗特性。
共模信号是指在一个电路中两个信号之间的公共部分，常见于数据通信、音频放大器等领域。
在共模信号传输中，如果共模阻抗不足以限制共模电压的幅值，则会导致共模噪声和其他问题。
四、如何计算共模阻抗计算共模阻抗需要考虑电路的布局和元器件的参数。
首先需要确定电路中两个信号之间的距离和宽度，并根据这些参数来计算出电容和电感等元器件的参数。
然后根据这些参数来计算出整个电路的阻抗特性。
五、差分阻抗和共模阻抗之间的关系差分阻抗和共模阻抗之间有一定的关系。
如果差分阻抗不足以限制差分电压，则会导致失真等问题。
而如果共模阻抗不足以限制共模电压，则会导致共模噪声等问题。
因此，在设计差分信号传输系统时，需要兼顾差分阻抗和共模阻抗。
六、总结差分阻抗和共模阻抗是保证差分信号传输系统性能的重要因素。
计算差分阻抗和共模阻抗需要考虑电路的布局和元器件的参数。
在设计差分信号传输系统时，需要兼顾差分阻抗和共模阻抗，以保证系统性能的稳定和可靠。
什么是特性阻抗？影响特性阻抗的因素有哪些？
什么是特性阻抗？影响特性阻抗的因素有哪些？
阻抗为区别直流电(DC)的电阻，把交流电所遇到的阻力称为阻抗(Z0)，包括电阻(R)、感抗(XC)和容抗(XL)。
1特性阻抗
又称“特征阻抗”。
在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流I，而如果信号的输出电平为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为
V/I，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z0。
特性阻抗受介电常数、介质厚度、线宽等因素影响。
是指在某一频率下，传输信号线中(也就是我们制作的线路板的铜线)，相对某一参考层(也就是常说的屏蔽层、影射层或参考层)，其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗，它实际上是电阻抗、电感抗、电容抗等一个矢量总和。
2控制PCB特性阻抗的意义。
can差分线阻抗
can差分线阻抗差分线阻抗（Differential Impedance）是指差分传输线上的电路阻抗，差分传输线是指在两个信号导线之间存在匹配接地的传输线。
传输线的匹配接地可以使差分信号传输中的信号波形保持一致，同时还可以减少噪声，提高信号的传输效率。
差分传输线常见于高速差分信号传输中，如高速串行总线（Serial ATA）、高速以太网（Gigabit Ethernet）、PCI Express等。
随着高速数字电子设备的普及，差分线阻抗的性能对于信号传输的质量和稳定性至关重要。
差分线阻抗的计算方法有多种，最常用的方法是基于微波传输线的理论，即传输线的特性阻抗公式。
在差分信号传输中，两个信号导线的特性阻抗必须保持一致，否则差分信号的传输将会有问题。
特性阻抗是指在传输线上能够使传输线上的电流波形保持不变的阻抗，它是传输线的一个基本参数，通常用于描述传输线上的电磁波传输特性。
差分线阻抗的计算通常需要考虑以下几个方面：1.差分线间距差分线间距是指两个信号线之间的距离，它对差分线阻抗的计算有很大的影响。
间距越小，差分线阻抗就越大，随着间距的增加，差分线阻抗则会减小。
2.传输线的直径传输线的直径也是影响差分线阻抗的重要因素之一，在传输线的直径一定的情况下，传输线的阻抗与导体的直径有关。
导线的直径越大，阻抗则越大。
3.传输线的层数传输线的层数多少对差分线阻抗的计算也产生了影响，一般来说，层数越多，差分线阻抗就越大。
总之，差分线阻抗的计算需要考虑多种因素，只有在合理的设计和严格的生产过程中，才能确保差分线阻抗的质量和稳定性。
在实际生产中，为了保证差分线阻抗的质量和稳定性，通常需要采用相应的测试和校准技术。
测试和校准技术的原理是利用高频信号源和高精度阻抗测量设备，对传输线的阻抗进行实时监测，从而确保差分线阻抗的稳定性和可靠性。
总之，差分线阻抗是差分传输线的一个关键参数，它对于高速数字电子设备的性能和稳定性有着重要的影响。
特性差动阻抗
( Data come-in) ( Impedance Control) ( Run-Card Issue)
阻抗控制設計 製作規範填寫 底片設計
( A/W Design)
基板,膠片管制( Material,Preperg Control) 壓合厚度管制 電鍍厚鍍管制 線寬蝕刻管制
(Laminate Thickness Control)
17
三、影响阻抗的因素：
项 目 内 容
影响阻抗因素
介质层厚度
介质常数
线 宽
铜 厚
线 距
防焊厚度
与阻抗值关系
正相关
负相关
负相关
负相关
正相关
负相关
需管控之制程
压 合
板材进料
线路,蚀刻
线路,电镀,刷 线路,蚀刻 磨
防焊
影响阻抗值范围 （单线）
4ohm/1mil
3-5ohm/0.5 4ohm/1mil 3ohm/1mil
一、什么是阻抗？
特性＆差动阻抗
阻抗知识简介：
随着电子设备的小型化、数字化、高频化和多功能化， PCB 中的线路 已不仅只是元器件的载体和互连工具，还需起到传输信号的作用。这就要 求 PCB 线路测试不仅要测量线路（或网络）的“通、断”和短路，而且还 应测量特性阻抗值是否在规定的规格范围内。
傳輸線構成之三要素
阻抗設計COUPON (4 層板)
SIGNAL GROUND L2 L3 L2 L3 L1 L4
COMP. SIDE
L2 (GROUND)
L3 (POWER)
L1 L4 SIGNAL GROUND L2 L3
L1 L4
SOLD. SIDE
差分阻抗-差模阻抗与特性阻抗区别
精品文档差模信号、共模信号、共模抑制比、差分阻抗、共模阻抗、单端阻抗差模又称串模，指的是两根线之间的信号差值；共模噪声又称对地噪声，指的是两根线分别对地的噪声。
对于一对信号线A、B，差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压，共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压。
平常用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声，原理很简单，两线拧在一起，受到的共模干扰电压很接近， Ua - Ub没什么变化，当然这是理想情况。
RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。
实际应用中，温度的变化、各种环境噪声的影响都可以视作为共模噪声信号，但如果在传输过程中两根线的对地的噪声衰减不一样大，使得两根线之间存在了电压差，这时共模噪声就转变成了差模噪声。
差分信号不是一定要相对地来说的，如果一根线是接地的，那他们的差值就是相对地的值了，这就是模拟电路中的差分电路单端输入情况。
差模是相对共模来说的，差分是一种方式。
假如一个ADC有两个模拟输入端，并且AD转换结果取决于这两个输入端电压之差，我们说这个ADC是差分输入的，并把这两个模拟输入端合在一起叫做差分输入端。
但是加在差分输入端上的电压并不一定总是大小相等方向相反，甚至很多情况下是同符号的(即不一定是一正一负)，我们把它们的差叫做差模输入，而把它们共有的量（即平均值）叫做共模输入。
差分是一种电路形式的叫法，差模是对信号的定义(相对共模)。
差模信号：大小相等，方向相反的信号；共模信号：大小相等，方向相同的信号。
在差分放大电路中，经常提到共模信号和差模信号，在差分放大电路中共模信号是不会被放大的，可以理解为三极管的温漂引起的电流信号，为了形象化温漂而提出了共模信号，差模信号为输入信号，Ui就是放大的对象。
在差动放大电路中，有两个输入端，当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号（这是有用的信号），放大器能产生很大的放大倍数，这种信号叫做差模信号，这时的放大倍数叫做差模放大倍数。
特性阻抗的含义文档
特性阻抗假设一根均匀电缆无限延伸，在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”。
测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。
特性阻抗的测量单位为欧姆。
在高频段频率不断提高时，特性阻抗会渐近于固定值英文名称：impedance[编辑本段]阻抗定义在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示.,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。
电阻很小的物质称作良导体，如金属等；电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。
还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值等于零的物质。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。
在音响器材中，扩音机与喇叭的阻抗多设计为8欧姆，因为在这个阻抗值下，机器有最佳的工作状态。
其实喇叭的阻抗是随着频率高低的不同而变动的，喇叭规格中所标示的通常是一个大略的平均值，现在市面上的产品大都是四欧姆、六欧姆或八欧姆。
特性阻抗的含义文档
特性阻抗假设一根均匀电缆无限延伸，在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”。
测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。
特性阻抗的测量单位为欧姆。
在高频段频率不断提高时，特性阻抗会渐近于固定值英文名称：impedance[编辑本段]阻抗定义在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示.,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。
电阻很小的物质称作良导体，如金属等；电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。
还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值等于零的物质。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。
在音响器材中，扩音机与喇叭的阻抗多设计为8欧姆，因为在这个阻抗值下，机器有最佳的工作状态。
其实喇叭的阻抗是随着频率高低的不同而变动的，喇叭规格中所标示的通常是一个大略的平均值，现在市面上的产品大都是四欧姆、六欧姆或八欧姆。
信号完整性(SI)分析-15~16差分对与差分阻抗
图 11.6 差分电路和差分对的远端接收信号。差分对互连末端没有 端接(terminated)，并且差分对之间没有耦合。使用安捷伦(Agilent) 的 ADS 仿真得到(差分对中的反射噪声)
消除反射的方法是在两条信号线末端跨接端接匹配电 阻。阻值为 R = term Zdiff=2 × Z0。加入 100Ω端接后，接收端 呈现出很好的差分信号(蓝色)，如图。
使输出(驱动)到外部双绞线上产生 EMI 问题。 与单端信号传输相比，传输需要两倍数量的信号线。 需要理解新原理和设计规则，设计复杂程度增加。 10 年前，不到 50%采用了可控阻抗互连传输线，现在超 过 90%(美国)。如今不到 50%的电路板用了差分对，在未来 几年，90%的电路板会用差分设计(还是美国)。
根据阻抗的定义，差分信号的阻抗为：
(11.6)
式中：Zdiff 信号线对于差分信号的阻抗，即差分阻抗 Vdiff 跳变差分信号电压 Ione 流经每条信号线与其返回路径间的电流 Vone 每条信号线与其邻近返回路径间的电压 Z0 单端信号线的特性阻抗
差分阻抗是单端信号性阻抗的 2 倍。如果单端信号线的 特性阻抗是 50Ω，差分(特性)阻抗就是 2×50Ω=100Ω。
4. 因为每个信号都有自己的返回路径，所以差分信号 通过接插件或封装时，不易受到开关噪声的干扰。(此时差 分信号两根线互为返回路径，没有公用路径)
5. 使用价格低廉的双绞线即可实现远距离传输。 6. 和 PDS 的电源、地实现有效隔离。
差分信号的缺点： 存在导致 EMI 的潜在内因。一旦共模分量出现，可能
图 11.10 单位长度回路自感 L11、互感 L12。Ansoft 的 SI2D 仿真
两线间距小，耦合 C12/CL 或 L12/L11 就强。但最大耦合度 也不到 15%。间距大于 15mil(3 倍线宽)时，耦合度降到可 以忽略的 1%。
差模信号、共模信号、共模抑制比、差分阻抗、共模阻抗、单端阻抗
转载▼差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值；而共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声。
对于一对信号线A、B，差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压，共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压；像平常看到的用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声，原理很简单，两线拧在一起，受到的共模干扰电压很接近，Ua - Ub依然没什么变化，当然这是理想情况。
比如，RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。
实际应用中，温度的变化各种环境噪声的影响都可以视作为共模噪声信号，但如果在传输过程中,两根线的对地噪声哀减的不一样大,使得两根线之间存在了电压差,这时共模噪声就转变成了差模噪声。
差分信号不是一定要相对地来说的，如果一根线是接地的，那他们的差值就是相对地的值了，这就是模拟电路中讲过的差分电路的单端输入情况。
差分放大器，差模输入，差模是相对共模来说的。
差分是一种方式。
举例来说，假如一个ADC有两个模拟输入端，并且AD转换结果取决于这两个输入端电压之差，那么我们说这个ADC是差分输入的，并把这两个模拟输入端合在一起叫做差分输入端。
但是加在差分输入端上的电压并不一定总是大小相等方向相反，甚至很多情况下是同符号的。
(注：即不一定是一正一负)我们把它们的差叫做差模输入，而把它们共有的量（即平均值）叫做共模输入。
差分是一种电路形式的叫法....差模是对信号的定义....(想对来说有共模..)差动=======差分什么是差模信号、共模信号，差分放大电路？回答：差模信号：大小相等，方向相反的交流信号，共模信号：大小相等。
方向相同。
在差分放大电路中，经常提到共模信号和差模信号，在差分放大电路中共模信号是不会被放大的，可以理解为三极管的温漂引起的电流型号，为了形象化温漂而提出了共模信号，差模信号为输入信号，就是Ui,就是放大的对象。
在差动放大电路中，有两个输入端，当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号，（这是有用的信号）放大器能产生很大的放大倍数，我们把这种信号叫做差模信号，这时的放大倍数叫做差模放大倍数。
什么是特性阻抗
什么是特性阻抗,什么叫特性阻抗特征阻抗（也有人称特性阻抗），它是在甚高频、超高频范围内的概念，它不是直流电阻。
属于长线传输中的概念。
在信号的传输过程中，在信号沿到达的地方，信号线和参考平面（电源平面或地平面）之间由于电场的建立，就会产生一个瞬间的电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就会始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，则在信号传输过程中（注意是传输过程中），传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I，我们把这个等效的电阻称为传输线的特征阻抗（characteristic Impedance)Z。
要格外注意的是，这个特征阻抗是对交流（AC）信号而言的，对直流（DC）信号，传输线的电阻并不是Z，而是远小于这个值。
信号在传输的过程中，如果传输路径上的特征阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。
传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟，在这里，我们主要讨论特性阻抗。
传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。
传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。
分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数，给定某一种传输线，这些参数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输线的一系列重要特性。
一个传输线的微分线段可以用等效电路描述如下：传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成，如下图所示：从传输线的等效电路可知，每一小段线的阻抗都是相等的。
传输线的特性阻抗就是微分线段的特性阻抗。
传输线可等效为：Z0 就是传输线的特性阻抗。
Z0描述了传输线的特性阻抗，但这是在无损耗条件下描述的，电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的，也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。
实际应用中，必须具体分析。
传输线分类当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB 迹线必须被视为传输线。
特性阻抗和差分阻抗
1特性阻抗
.1特性阻抗特性阻抗也称波阻抗，是电缆的二次参数，它描述了电磁波沿均匀线路传播而没有反射时所遇到的阻抗，即线路终端匹配时，线路内任一点的电压波（U）和电流波（I）的比值。
特性阻抗可以用一个复数表示，当电缆线芯的材料、直径、绝缘形式确定后，特性阻抗只随频率的变化而变化。
特性阻抗Zc为回路上任意点电压波和电流波之比并有R、L、G、C分别为对绞回路的电阻、电感、电导、电容，虚部相位角Φ从零开始到频率f ＝800Hz时接近-45°，然后逐渐接近零。
可以看出传播常数和特性阻抗Zc均与电缆的一次参数R、L、G、C有关，TIA/EIA---568---A规定5类缆的特性阻抗为对于局部网布线系统来说，传输媒介具有稳定的阻抗值是很重要的，否则连接器硬件就会和电缆失配。
从而引起信号反射导致传输效率下降，甚至网络无法工作。
对于高频对称电缆，由于频率增加时，集肤效应增加，使内电感减小，而外电感与频率无关，所以随频率的增加，总电感近似于外电感，式中，为等效介电常数；a为绝缘线心外径；d为导体直径由式子可以看出特性阻抗和导体类型和直径，绝缘的类型和厚度有关，在某种程度上也与线对的绞合性能有关（因等效介电常数εr和绞合有关）。
由于一般的标准中都规定了导体的直径d=24（AWG），而且从实际情况中看来，此d值也是最理想值。
这样从上式看来影响特性阻抗的只有外径（外径可以看成和导线间距α相等）、组合绝缘介质的等效相对介电常数（εr）。
而且，Zc正比于α和λ，反比于εr。
所以只要控制好了α、λ、εr的值，也就能控制好。
在实际中常用输入阻抗Zin来表述电缆的特性阻抗。
其定义式中：Z0为终端开路时的阻抗测量值；Zs为终端短路时的阻抗测量值。
3.2 回波损耗回波损耗是数字电缆产品的一项重要指标，回波损耗合并了两种反射的影响，包括对标称阻抗（如：100Ω）的偏差以及结构影响，用于表征链路或信道的性能。
它是由于电缆长度上特性阻抗的不均匀性引起的，归根到底是由于电缆结构的不均匀性所引起的。
差分阻抗
你认为你已经掌握了PCB走线的特征阻抗Z0，紧接着一份数据手册告诉你去设计一个特定的差分阻抗。
令事情变得更困难的是，它说：“……因为两根走线之间的耦合可以降低有效阻抗，使用50Ω的设计规则来得到一个大约80Ω的差分阻抗！”这的确让人感到困惑！这篇文章向你展示什么是差分阻抗。
除此之外，还讨论了为什么是这样，并且向你展示如何正确地计算它。
图1 各种走线的结构单线图1(a)演示了一个典型的单根走线。
其特征阻抗是Z0，其上流经的电流为i。
沿线任意一点的电压为V=Z0*i（根据欧姆定律）。
一般情况，线对：图1(b)演示了一对走线。
线1具有特征阻抗Z11，与上文中Z0一致，电流i1。
线2具有类似的定义。
当我们将线2向线1靠近时，线2上的电流开始以比例常数k耦合到线1上。
类似地，线1的电流i1开始以同样的比例常数耦合到线2上。
每根走线上任意一点的电压，还是根据欧姆定律，为：V1 = Z11*i1 + Z11*k*i2（1）V2 = Z22*i2 + Z22*k*i1现在我们定义Z12 = k*Z11以及Z21 = k*Z22。
这样，式（1）就可以写成：V1 = Z11*i1 + Z12*i2（2）V2 = Z21*i1 + Z22*i2这是一对熟悉的联立方程组，我们可以经常在教科书中看到。
这个方程组可以推广到任意数量的走线，并且可以用你们中大部分人都熟悉的矩阵形式来表示。
特殊情况，差分对：图1(c)演示了一对差分走线。
重写式1：V1 = Z11*i1 + Z11*k*i2 （1）V2 = Z22*i2 + Z21*k*i1现在注意在仔细设计并且是对称的情况下，Z11 = Z22 = Z0，且i2 = -i1这将导致（经过一些变换）：V1 = Z0*i1*(1-k) （3）V2 = -Z0*i1*(1-k)注意V1 = -V2，当然，这是我们已经知道的，因为这是一个差分对。
有效（差模）阻抗电压V1以地为参考。
线1的有效阻抗（单独来看，在差分对中叫做“差模”阻抗，通常叫做“单线”阻抗）为电压除以电流，或：Z odd = V1/i1 = Z0*(1-k)由上可知，因Z0 = Z11且k = Z12/Z11，上式可写成：Z odd = Z11 - Z12这也是一个在许多教科书中都可以看到的公式。
特性阻抗与差分阻抗
差分阻抗-什么是差分？时间:2007-12-24 来源: 作者:Douglas Brooks 点击：2906 字体大小:【大中小】翻译：Michael Qiao当你认为你已经掌握了PCB 走线的特征阻抗Z0，紧接着一份数据手册告诉你去设计一个特定的差分阻抗。
令事情变得更困难的是，它说：“……因为两根走线之间的耦合可以降低有效阻抗，使用50Ω的设计规则来得到一个大约80Ω的差分阻抗！”这的确让人感到困惑！这篇文章向你展示什么是差分阻抗。
除此之外，还讨论了为什么是这样，并且向你展示如何正确地计算它。
单线：图1(a)演示了一个典型的单根走线。
其特征阻抗是Z0，其上流经的电流为i。
沿线任意一点的电压为V=Z0*i（根据欧姆定律）。
一般情况，线对：图1(b)演示了一对走线。
线1 具有特征阻抗Z11，与上文中Z0一致，电流i1。
线2具有类似的定义。
当我们将线2 向线1 靠近时，线2 上的电流开始以比例常数k 耦合到线1 上。
类似地，线1 的电流i1开始以同样的比例常数耦合到线2 上。
每根走线上任意一点的电压，还是根据欧姆定律，为：V1 = Z11*i1 + Z11*k*i2（1）V2 = Z22*i2 + Z22*k*i1现在我们定义Z12 = k*Z11以及Z21 =k*Z22。
这样，式（1）就可以写成：V1 = Z11*i1 + Z12*i2 （2）V2 = Z21*i1 + Z22*i2这是一对熟悉的联立方程组，我们可以经常在教科书中看到。
这个方程组可以一般化到任意数量的走线，并且可以用你们中大部分人都熟悉的矩阵形式来表示。
图1 各种走线的结构特殊情况，差分对：图1(c)演示了一对差分走线。
重写式1：V1 = Z11*i1 + Z11*k*i2（1）V2 = Z22*i2 + Z21*k*i1现在注意在仔细设计并且是对称的情况下，Z11 = Z22 = Z0，且i2 = -i1这将导致（经过一些变换）：V1 = Z0*i1*(1-k) （3）V2 = -Z0*i1*(1-k)注意V1 = -V2，当然，这是我们已经知道的，因为这是一个差分对。
PCB设计中的特性阻抗
PCB设计中的特性阻抗特性阻抗(Characteristic Impedance)是指在传输线上的单位长度内，信号通过该传输线所呈现的阻抗特性。
在PCB设计中，特性阻抗是一个非常重要的参数，它直接影响信号的传输质量和系统的性能。
在本文中，我们将详细介绍特性阻抗的相关内容。
首先，我们来介绍一下特性阻抗的定义。
特性阻抗是指在传输线上电压和电流之间的比例关系，以欧姆(Ω)为单位表示。
在理想的传输线上，特性阻抗应是一个恒定值，不随频率和长度的变化而改变。
然而，在实际情况下，特性阻抗并非完全恒定，它会受到PCB板材的介电常数、导线结构等因素的影响而发生变化。
特性阻抗的计算可以通过以下公式进行：Z0 = sqrt(L/C)其中，L表示单位长度的电感，C表示单位长度的电容。
这个公式告诉我们，特性阻抗与电感和电容成反比关系，即特性阻抗越大，电感和电容越小。
特性阻抗的影响因素非常多，下面我们来一一介绍：1.PCB板材的介电常数：PCB板材的介电常数决定了传输线的速度，进而影响特性阻抗。
一般情况下，介电常数越大，特性阻抗越小。
2.传输线的宽度：传输线的宽度对特性阻抗有直接的影响。
传输线宽度越大，特性阻抗也越大。
3.传输线的距离：传输线的距离指的是导线之间的间距。
间距越小，特性阻抗也越小。
4.导线的高度：导线的高度是指导线之间的距离。
高度越大，特性阻抗越大。
5.使用的PCB板材：不同的PCB板材具有不同的介电常数和导电性能，会影响特性阻抗。
特性阻抗在PCB设计中非常重要，它可以影响信号的传输速度、纹波和功耗。
如果特性阻抗不匹配，会导致信号的反射和干扰，降低信号质量。
为了保证传输线的信号完整性，设计师需要正确计算特性阻抗，并采取相应的措施来控制特性阻抗的误差。
以下是一些常用的控制特性阻抗误差的方法：1.PCB板材的选择：选择具有稳定介电常数的高质量PCB板材，以减小特性阻抗的变化。
2.传输线的宽度控制：准确计算和控制传输线的宽度，以保证特性阻抗的准确性。
阻抗匹配与差分线设计
阻抗匹配与差分线设计阻抗匹配是指在电子电路中通过调整电路的阻抗来实现信号的传输和处理的匹配操作。
而差分线设计是指在差分信号传输过程中使用特殊线路来减少信号干扰和提高信号质量。
阻抗匹配的概念非常重要，因为当信号源和负载的阻抗不匹配时，会导致信号衰减和反射。
在高频电路中，阻抗匹配非常重要，因为它可以减少信号在传输线上的损失和信号反射。
在阻抗匹配中，一个关键的参数是传输线的特性阻抗。
传输线的特性阻抗是指单位长度的传输线中的内阻和外抗之间的比例。
为了实现阻抗匹配，常常需要在信号源和负载之间添加一个阻抗变换器。
阻抗变换器可以改变信号源和负载之间的阻抗，使它们匹配。
阻抗匹配的方法有很多种，包括L型匹配法、T型匹配法和Pi型匹配法等。
L型匹配法是将一个感性元件（电感或者线圈）和一个容性元件（电容）组合在一起，以实现阻抗的匹配。
T型匹配法是将一个感性元件和两个容性元件组合在一起，以实现阻抗的匹配。
Pi型匹配法则是将两个感性元件和一个容性元件组合在一起，以实现阻抗的匹配。
在差分线设计中，差分信号传输是通过使用两根相等但是相反的信号线来传输信号的。
差分线传输既可以减少信号线上的电磁干扰，也可以提高信号的抗干扰能力。
差分线的设计非常重要，因为它直接影响信号的质量和传输速率。
差分线设计的关键参数包括差分线的特性阻抗、传输线长度和传输线的抗干扰能力。
差分线的特性阻抗应该与信号源和负载的阻抗相匹配，以减少反射和信号衰减。
传输线的长度应该适当，过长或者过短都可能导致信号的衰减和失真。
差分线还应该具有良好的抗干扰能力，以减少来自外界的电磁噪声对信号的影响。
差分线可以通过调整线路的参数来实现阻抗匹配和高阻抗。
其中一种常用的差分线是微带线。
微带线是将信号线嵌入在板上的一种线路结构，它可以通过调整信号线的宽度和板的介电常数来实现不同的特性阻抗。
差分线的设计也可以通过使用差分模式和共模模式来改善信号的抗干扰能力。
差分模式是指两个信号线相互反向传输信号，而共模模式是指两个信号线相同方向传输信号。
PCB设计中的特性阻抗
PCB设计中的特性阻抗特性阻抗（Characteristic Impedance）是指传输线上电流和电压之间的比率，表示传输线上电流和电压之间的关系。
在PCB设计中，特性阻抗是十分重要的参数，它直接影响信号传输的性能和可靠性。
本文将详细介绍特性阻抗的概念、计算方法和影响因素。
一、特性阻抗的概念特性阻抗是指传输线上单位长度内阻抗的数值，单位为欧姆（Ω）。
它决定了传输线上电流和电压的比率，即电压波形和电流波形的传输特性。
特性阻抗可以看作是一种参数，表示了传输线在单位长度内能够传输电信号的能力。
特性阻抗可以通过传输线的物理特性和几何参数来确定，主要包括导体厚度、介质相对介电常数、导体间距、信号层到地层的间距等因素。
特性阻抗与线宽、线间距和介质常数、几何形状等有关。
二、特性阻抗的计算方法特性阻抗的计算方法有多种，常用的有理论计算方法和仿真/实测方法。
1.理论计算方法理论计算方法包括微带线计算、同轴线计算和矩形波导计算方法。
其中微带线计算方法是最常用的一种计算特性阻抗的方法，它适用于堆叠结构、分层结构和印制电路板等实际应用。
微带线的特性阻抗可以通过以下公式计算：Z0 = (138 / sqr t(εr + 1.41)) * (ln(5.98H / (0.8W + T)) + 1)其中，Z0为特性阻抗，εr为介质相对介电常数，H为介质厚度，W为导体宽度，T为导体厚度。
2.仿真/实测方法仿真/实测方法是通过使用电磁仿真软件或实验测量等手段来计算特性阻抗。
这种方法更加准确，能够考虑更多的因素，例如边缘效应和电磁耦合。
借助电磁仿真软件，可以通过建立PCB布局和层堆叠的模型来模拟电磁波在传输线上的传播过程，从而得到特性阻抗。
在仿真过程中，需要设置准确的物理材料参数和几何参数，并考虑信号源、负载、阻抗匹配、电磁兼容性等因素。
3.实测方法实测方法是通过使用高频测试器件，例如网络分析仪，来测量特性阻抗。
这种方法可以直接测量PCB上的传输线特性，直观可靠，但需要相应的测试设备和测试技术。
阻抗之差分_共模_偶模_奇模
阻抗之差分_共模_偶模_奇模
传输线差分阻抗和共模阻抗概念比较容易理解，但是奇模偶模阻抗概念比较难理解。
奇模和偶模是相对于地来说的，以地作为参考面。
而差分线是相对于2根线之间的关系来说的。
下图是奇模和偶模的模型图：
奇模（odd）是2个相位相反的电压信号，偶模（even）是2个相位相同的信号。
如果差分和共模的情况的话，如下图所以：
对于差分信号来说，差分信号阻抗是奇模阻抗的2倍。
对于共模信号来说，共模信号阻抗是偶模阻抗的一半。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
差模信号、共模信号、共模抑制比、差分阻抗、共模阻抗、单端阻抗
差模又称串模，指的是两根线之间的信号差值；共模噪声又称对地噪声，指的是两根线分别对地的噪声。
对于一对信号线A、B，差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压，共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压。
平常用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声，原理很简单，两线拧在一起，受到的共模干扰电压很接近， Ua - Ub 没什么变化，当然这是理想情况。
RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。
实际应用中，温度的变化、各种环境噪声的影响都可以视作为共模噪声信号，但如果在传输过程中两根线的对地的噪声衰减不一样大，使得两根线之间存在了电压差，这时共模噪声就转变成了差模噪声。
差分信号不是一定要相对地来说的，如果一根线是接地的，那他们的差值就是相对地的值了，这就是模拟电路中的差分电路单端输入情况。
差模是相对共模来说的，差分是一种方式。
假如一个ADC有两个模拟输入端，并且AD 转换结果取决于这两个输入端电压之差，我们说这个ADC是差分输入的，并把这两个模拟输入端合在一起叫做差分输入端。
但是加在差分输入端上的电压并不一定总是大小相等方向相反，甚至很多情况下是同符号的(即不一定是一正一负)，我们把它们的差叫做差模输入，而把它们共有的量（即平均值）叫做共模输入。
差分是一种电路形式的叫法，差模是对信号的定义(相对共模)。
差模信号：大小相等，方向相反的信号；共模信号：大小相等，方向相同的信号。
在差分放大电路中，经常提到共模信号和差模信号，在差分放大电路中共模信号是不会被放大的，可以理解为三极管的温漂引起的电流信号，为了形象化温漂而提出了共模信号，差模信号为输入信号，Ui就是放大的对象。
在差动放大电路中，有两个输入端，当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号（这是有用的信号），放大器能产生很大的放大倍数，这种信号叫做差模信号，这时的放大倍数叫做差模放大倍数。
如果在两个输入端分别输入大小相等，相位相同的信号（实际是由于上一级温度变化而产生的信号，是一种有害的信号），这种信号叫做共模信号，这时的放大倍数叫做共模放大倍数。
由于差动放大电路的构成特点，电路对共模信号有很强的负反馈，所以共模放大倍数很小（一般都小于1），计算公式又分为单端输出和双端输出，所以有时候共模信号和差模信号是指差动放大器双端输入时的输入信号。
共模信号：双端输入时，两个信号相同。
差模信号：双端输入时，两个信号的相位相差180度。
任何两个信号都可以分解为共模信号和差模信号。
假设两路的输入信号分别为： A、B
m、n分别为输入信号A、B的共模信号成分和差模信号成分。
输入信号A、B可分别表示为：A=m+n；B=m-n
则输入信号A、B可以看成一个共模信号 m 和差模信号 n 的合成。
其中m=(A+B)/2；n=(A-B)/2。
差动放大器将两个信号作差，作为输出信号。
则输出的信号为A-B，与原先两个信号中的共模信号和差模信号比较，可以发现：共模信号m=(A+B)/2不见了，而差模信号n=(A-B)/2
得到两倍的放大，这就是差模放大器的工作原理。
共模抑制比：为了说明差动放大电路抑制共模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Au d与对共模信号的电压放大倍数Au c 之比，称为共模抑制比，英文全称是Common Mode Rejection Ratio，用简写CMRR来表示。
差模信号电压放大倍数Au d越大，共模信号电压放大倍数Au c越小，则CMRR越大。
此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越好。
当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Au c=0，则共模抑制比CCMR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。
差分阻抗和共模阻抗是针对差分对而言的，常用对绞通信线就是一种差分对。
在差分对上，加载不同模式的信号，信号所感受到的来自差分对的阻抗，即为对应的阻抗。
也就是说，差分阻抗是差分信号沿差分对传输时受到的阻抗；共模阻抗是共模信号沿差分对传输时受到的阻抗。
当在传输线上加载单端信号，信号感受到的单端阻抗即为特性阻抗。
数值上而言，差分阻抗比特性阻抗2倍略小，共模阻抗比特性阻抗一半略大。
以USB为例，差分阻抗是90Ω，共模阻抗是30Ω，单端特性阻抗大概50Ω。
测试共模阻抗主要是用来观察差分线路两导线是否均匀对称及抗EMI辐射的能力。
最新文件仅供参考已改成word文本。
方便更改。