Diseño de alta velocidad noob aquí.
La resistencia aumenta a medida que el alambre se hace más largo, pero me he encontrado en el pcb de la calculadora de la impedancia depende sólo de la geometría de la pista y la distancia desde el plano.
Dicen que para memoria DDR3 solo terminó con las señales de impedancia controlada, hace un punto a punto de larga trayectoria (es decir 150 mm) en comparación con la de una pista corta (digamos 10 mm) tienen ningún efecto sobre la calidad de la señal?
La impedancia característica de una línea de transmisión no es la misma cosa como una resistencia agrupados, lo que ocurre es tener las mismas unidades. Del mismo modo, ciertos amplificadores están diseñados para tener una corriente de entrada y un voltaje de salida, por lo que su ganancia es una relación de voltios a amperios, con unidades de ohmios. Pero eso no significa que los amplificadores tienen mucho en común con las resistencias.
La impedancia característica de una línea de transmisión es la relación entre el voltaje y la corriente de una onda que se puede viajar a lo largo de la línea sin distorsión. Si usted trató de inyectar una señal con una diferente relación de tensión a corriente, que iba a encontrar que parte de la inyección de la señal viaja a través de un camino en la línea y la otra parte, viaja por el otro camino --- crearía una reflexión.
Ya que esta propiedad de la línea --- el tipo de onda que pueden viajar a lo largo de ella sin distorsión --- especificado por una relación de tensión a corriente, podemos darle un valor en ohmios, y lo llaman un "impedancia". Pero al igual que la ganancia de corriente a voltaje del amplificador, lo que no significa que no tenga cualquier otro comportamiento en común con una resistencia, y usted no debe esperar.
Distribuido RLC es una unidad de longitud variable que depende de la anchura de la vía y el espesor de la a-coeficiente de la brecha a la tierra y el dieléctrico e, que determina Zo.
Desde RLC se distribuyen los valores, y la impedancia depende de las proporciones, de longitud no tiene ningún efecto sobre Zo, pero sí afecta a la atenuación.
Cuando hay un mal de carga y ω, el retardo de propagación es menor que el tiempo de subida. El resultado es sobregiro y cuando no coinciden en el origen, otra reflexión se produce lo que resulta en el clásico humedecido anillo de forma de onda en la mitad del ciclo correspondiente al retardo de propagación de tiempo.
Inductancia aumenta con menor ancho de vía a la brecha de los tiempos de duración, mientras que la capacitancia aumenta con el conductor de la zona a coeficiente de la brecha de los tiempos de longitud.
se convierte en la relación de \$Z_o=\sqrt{\frac{R+\omega L}{G+\omega C}}\$ que en alta ω o pequeños de x, se puede prescindir de R y G, y en DC se puede prescindir de L y C.Si Zo es mucho menor que la carga, a continuación, C domina la respuesta con una fuente fija de la resistencia.
Cuando Zo es mayor que la carga, L domina la respuesta.
Las matemáticas de la prueba para el de arriba existe, pero no es la que se muestra en aras de la brevedad.
Zo es distribuido por la geometría de la impedancia de la relación de la ruta. Dado que el efecto piel afecta el espesor efectivo, R aumenta con la f rápidamente cerca y por encima de la piel de profundidad, mientras que los dieléctricos Zc(f) disminuye con el aumento de la f. Por lo tanto el alimento húmedo con agua de alta (80) constante dieléctrica absorber más actual de que los alimentos secos y la sal aumenta el valor de G para la derivación más actual.
En los conductores y dieléctricos, longitud afecta el nivel de la señal y dependientes de la frecuencia el tiempo de retardo y la frecuencia de resonancia de la ruta de acceso en cada dimensión depende de la geometría.
Pero no dejes que nadie desviar su pensamiento de que el largo no importa , Sólo porque Zo no puede cambiar; la longitud y Zs sin duda afecta a la ruta de acceso actual a una carga, pero en las bajas frecuencias no representa esto como una resistencia de carga, sino que se vuelve más dominado por la longitud de la reactancia.
Esta longitud tiene un fuerte efecto sobre la onda de los tiempos de subida, el retraso y la actual, que afecta a la línea de transmisión de energía de corrientes, conexión inalámbrica a ecualizaciones, módem de ecualización, y la lógica de la subida del nivel de los tiempos.
La longitud y la Zo afecta a la pérdida del camino y retrasos especiales con frecuencia/longitud de relaciones, como de 1/4 de onda de la impedancia de los reflejos (inversión) y todos los armónicos impares de la misma.
También hay un dependiente de la frecuencia de la pérdida de patrón, denominado impedancia de transferencia, la cual se ve afectada por la impedancia de los efectos sobre coaxial tejer patrones, papel de aluminio secundario escudos y la calidad de la tierra en distribución de vídeo.
Con el fin de separar la contribución de la pérdida de todas estas frecuencias de las variables dependientes, es necesario el uso de parámetros de dispersión para definir Zo con alguna fuente/carga de referencia, que también están disponibles para las partes pasivas en aplicaciones de microondas para definir mejor la impedancia y el flujo de corriente en la parte.
Ya que los valores de L y C en Zo implica un retardo de grupo y los valores de los parámetros tienden a cambiar con el wave/relación de la longitud, hay tolerancias que causa desigualdad de los retrasos y de la dispersión o el cierre de los ojos de patrones en señales digitales que se debe elegir para reducir estos efectos. Si el conducto no puede ser mejorado con una estricta precisión de guía de onda, entonces la señal se puede dividir en pequeñas bandas de audio y procesada con su propia ecualización para lograr una mayor calidad de la señal que el agregado de base de la señal.
hace un punto a punto de larga trayectoria (digamos 150 mm) en comparación con la de una pista corta (10 mm) tienen ningún efecto sobre la calidad de la señal?
Como he indicado anteriormente, Zo depende estrictamente de la geometría de los conductores de longitud/gap-relación de espesor para un elegido la constante dieléctrica y la tolerancia en ambos es muy importante, por lo que una prueba TDR debe ser pagado en el consejo de administración de la tienda para asegurarse de D los códigos que se ajusta para que coincida con el lote desviación en el D constante. Ghds debe definir Zo para cada D código de seguimiento necesarias.
Después de todo es la longitud/ancho de vía de relación que determina Zo y desajuste, que será el resultado. Para un mayor tiempo de seguimiento no importa tan larga como el ancho de vía es también más ancha o el dieléctrico brecha hacerse más delgado.
DDR3 tiene un valor nominal de conductor de la impedancia de 34 Ω (30.5–38.1) de acuerdo a las normas que he leído, pero hay varios Zo opciones para las señales de tensión nominal y dinámica escribe.
En una primera aproximación, a los únicos efectos de la longitud de atenuación y retardo. En el caso de que la línea está terminada en su impedancia característica (carga coincide con la línea de transmisión de impedancia a la perfección), la señal en la carga será más pequeño y más pequeño a medida que la línea se hace más y más. Normalmente esto no es un problema con las señales digitales en un PCB. La atenuación es que normalmente no significativo. Puede ser importante en las señales que salen de la junta en cables largos (DSL, LVDS, ethernet, video, etc).
En el caso de que la línea está terminada en una impedancia que no coinciden, entonces no va a ser la reflexión de la carga de regreso a la conducción de la fuente. Esta reflexión va a afectar la forma de onda de regreso a la fuente. Debido a la demora, cualquier reflexión desde el extremo lejano vendrá en un momento diferente dependiendo de la línea de transmisión de longitud, por lo que sin duda puede afectar a la integridad de la señal. Es posible que, en algunos casos, el alargamiento de una línea que puede mejorar la integridad de la señal mediante el movimiento de la reflexión a un lugar donde es inofensivo. Esto podría ser un problema en cualquier momento usted tiene señalización bidireccional en una línea.
Hay otra cuestión. Integridad de la señal, también incluye la sincronización. Largo del rastro, debido a la demora que agregar, puede causar temporización fallo justo por tomar demasiado tiempo. Por ejemplo, el chip de memoria debe recibir un comando de lectura, a continuación, afirmar la validez de los datos en las líneas, luego de que la señal de datos válida debe propagar a la acogida, y, finalmente, ser leído por el anfitrión. Si el "tiempo de vuelo" de las señales es demasiado largo, el chip de memoria no será capaz de afirmar la validez de los datos lo suficientemente rápido como para satisfacer la configuración de un host requisito de temporización. Así, las largas líneas de transmisión puede afectar a la integridad de la señal en esto de la moda también.
Sólo para reforzar lo que @ThePhoton dijo en su excelente respuesta, incluso en el vacío tiene su propio valor de la impedancia característica, la cual es llamada usualmente \ $Z_0\$ (.k.una. la impedancia característica del espacio libre):
$$ Z_0 = \frac {E} {H} = \sqrt{ \frac {\mu_0} {\epsilon_0}} \approx 377 \Omega $$
No tiene nada que ver con las corrientes, la ley de ohm y resistencia, pero es la relación de E a H de las amplitudes de los campos para una onda plana que viaja en el espacio libre, y sólo pasa a tener ohmios como unidad de medida!
Mientras que las otras respuestas no están mal, no creo que abordan adecuadamente el conceptual fundamental obstáculo para la comprensión de la impedancia característica.
Imagínese que usted es una onda. Propagar por tomar un paso estos pasos son siempre del mismo tamaño. Esta es su longitud de onda.
La impedancia característica es la impedancia o resistencia, usted se sentirá dando cada paso. De baja impedancia puede sentir como caminar normalmente, mientras que los de alta impedancia puede sentir como caminar a través del barro - hay mucho más que la viscosidad resistir el movimiento de la pierna cada vez que usted toma un paso.
Ahora, el total de la energía o la pérdida o la manera en que te gustaría ver en que va a dependen en gran medida de longitud, y lo hace. Pero no importa cómo mucho usted tiene que ir, va a ser una cierta dificultad de tomar un paso a través del aire, y un paso a través del barro. La impedancia característica es la impedancia sentía un paso. El número de pasos que hay que tomar no cambie este valor.
Para llevar las cosas de vuelta a la realidad un poco, y menos en la analogía, la impedancia característica es la impedancia de una longitud de onda de propagación de la onda electromagnética se 'siente' a través de una determinada línea de transmisión. Esta es la razón por la que es llamada la característica de impedancia es una impedancia que caracteriza a la mayor parte de la naturaleza de la misma. En cualquiera de los pasos, la señal se va a ver la misma impedancia entre éste y el siguiente paso.
Esta es la razón por la que uno puede terminar un 50 Ω línea de transmisión con un 50 Ohm resistor en un extremo, independientemente de la duración - se puede ver a la terminación, tal como el final de 'paso' de la ola hace en su transmisión de viaje, por lo que un abultado 50 Ω resistencia a través de la línea de transmisión de par es perfectamente aceptable debido a que la ola ya ha estado experimentando 50 Ohm de impedancia en todo momento.
Ahora, vamos a tomar esta comprensión conceptual como contexto, y toque en El Fonón excelente respuesta.
Sabiendo que la impedancia característica es, de hecho, la impedancia sentía que en cualquier momento dado, cuando viaja por una línea de transmisión, se hace evidente que esta es también la relación de tensión a corriente que no cause una reflexión.
Sin embargo, esto todavía puede ser confuso. No se que significa que las altas frecuencias, tener que dar más pasos, tendría que experimentar mucho más de la resistencia a la misma longitud de la línea? Así, la atenuación hacia abajo una línea de transmisión hace generalmente aumentan con la frecuencia, pero no a causa de esto.
Supongamos que usted consiga el 'carácter' de la impedancia característica. Pero, también es necesario para obtener la impedancia de la parte. La impedancia es un valor complejo, lo que significa que tiene ambos componentes real e imaginaria.
Imaginario en el sentido matemático - no caiga en la trampa de tomar imaginario en un contexto matemático, literalmente. Es un nombre, eso es todo. Los números imaginarios son nombrados como tales, como una especie de juego de palabras en comparación con el nombre que le dio el contrario base número de línea de números reales. Todos los números son, técnicamente, en el imaginario. Del mismo modo, los números no son reales. Pero algunos son imaginarios. Y algunos son reales.
Los números reales y los números imaginarios forma el plano complejo, que puede ser imaginado como dos de los ejes en ángulo recto, siendo uno de ellos el número real de la línea, que se extiende desde -∞ a ∞, y la otra es el número imaginario de la línea, que se extiende desde -∞*i ∞*i. Y, sabemos que existen y las necesitamos porque hay ecuaciones cuyas soluciones de la demanda de los números imaginarios. Sin ellos, usted simplemente ignorar la capacidad para responder a toda una categoría de ecuaciones. En el más simple, los números imaginarios nos permiten dar una respuesta a esta ecuación: \$x^{2} + 1 = 0\$. x, por supuesto, es igual que yo.
OK, eso fue un poco de una tangente, pero un conocimiento válido de los números complejos es absolutamente necesario antes de que uno puede entender la impedancia.
La impedancia se compone de un componente real, que es simplemente la resistencia de DC, y un componente imaginario llamado la reactancia. La reactancia es evidente resistencia, pero no es debido a la disipación de energía en forma de calor (como la resistencia), sino el almacenamiento temporal de energía, que está en libertad más tarde. Si usted ve que la energía se desvía porque es conseguir almacenado en un campo eléctrico (también conocido como un condensador) o un campo magnético (inductor), en ese momento, parece que al igual que la energía que se simplemente se pierde en forma de calor debido a la resistencia.
Depende de la línea de transmisión, pero que por supuesto hacer sufrir pérdidas crecientes con la longitud. Usted encontrará que esto de alguna manera indirectamente dado como 'la atenuación por pie" o la atenuación por cada 100 metros o similar, en dB/. Esto incluye las pérdidas debido a la resistencia (que ni siquiera es tan simple como medir con un medidor de ohmios - frecuencia cambiarán las cosas como la piel de profundidad, haciendo que el mismo director aparecer más resistente, etc., etc.), pérdidas dieléctricas, independientemente de otras cosas que causan un verdadero disipación de energía en la entropía/calor.
La impedancia característica es, en general, casi en su totalidad debido a la reactancia. Así 50 Ω de reactancia y de 0 Ohm de resistencia realidad no iba a causar ninguna pérdida - que sería sólo una pérdida temporal como se almacena la energía, pero luego en libertad más tarde, de nuevo en la línea. Si usted tiene un voltaje y corriente de la relación que no es tal que la caída de tensión (energía almacenada) en una determinada corriente es igual al voltaje a través de la línea de transmisión, no es un equilibrio perfecto entre la energía almacenada con la energía liberada, y se obtiene la pesadilla de la integridad de la señal de la existencia, REFLEXIONES!! Oh noes!
Este ciclo de almacenamiento de energía y la liberación de las formas de una onda estacionaria en nuestra línea de transmisión. Cualquier exceso de tensión de las fuerzas más corriente de flujo, lo que significa que hemos superado la capacidad de almacenamiento de energía del cable, de forma que la fase se tira fuera, y nuestra onda estacionaria obtiene destructivamente interferida. Nuestra señal, en diversos grados, destruido.
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