答题 | 串行总线---差分互连（二）

2017-05-15 by:CAE仿真在线来源:互联网

串行总线---差分互联(二)

【文:袁波】

问

答

什么情况下,差分对上的共模电压会出现波动,跳变的共模电压对系统有什么影响?

感谢大家的积极参与,看来大家对差分信号的认识还是比较深刻的。因为共模电压是两根单线电压的平均值,单根电压指的是对地电压,所以任何对地电压的不对称都会导致共模电压出现波动。这种不对称的具体表现形式各位网友已经列举的比较全面了,这里就不再多说。

共模电压本身不会对系统造成影响,我们这里强调的是波动的共模电压。波动的共模电压容易造成EMI问题,EMI问题的本身还是电磁波的辐射问题。这里大家可能有个疑问了,差分信号也是高低电平不断的跳变,为什么就不容易造成EMI问题呢?

差分信号在传输的时候,两根单根线上的电压是奇模模式,两根线上的电压极性是相反的,这样电场能量就会集中在差分对与返回路径之间,磁场能量会相互抵消一部分。当两条线不对称或者地平面出现波动的时候,共模分量也会跟着波动,当信号从电路板切换到连接器或者双绞线时,共模信号瞬间没有了参考平面,电磁能量就会辐射到空气中或者耦合到相邻的导体上,于是也就出现了EMI问题。以上是作者个人对共模与EMI的理解,各位网友如有不同的见解可在群里面和高速先生讨论交流。

本期答案中,列出共模电压波动的原因,并且说出了跳变共模电压容易产生EMI问题的都是3分。

(以下内容选自网友答题)

1,参考地平面波动时,差分对各信号受到的干扰不一致时,共模电压会出现波动。 2,接收端的芯片对共模都有一定范围要求,超过范围要求会影响芯片正常工作;引起环路的磁场变化,导致emc问题;

@ Jasen

评分:3分

任何非对称性因素都会使差分信号转换成共模信号,这包括串扰、驱动器错位、线长偏斜和非对称负载等,都会造成差分线的失真和错位,跳变的共模信号会显著地增加EMI以及对于时序的影响。

@ 刘栋

评分:3分

1,查分信号要求等长,等间距,阻抗控制,紧密耦合,如果做不到都会使得p n信号不同步,在接收端产生共模分量;2.共模分量会影响接受端的信号质量差,误码率高,抖动大,眼图上下不均匀

@ 小叶紫檀

评分:3分

走线长度误差,驱动器跳变错位,串扰、EMI、过孔不均匀,这些不对称因素都会导致共模电压的波动。跳变的共模电压,共模噪声会显著增加EMI,共模噪声过大会使接收器不能准确的读入差分信号。

@ 杆

评分:3分

1.共模信号指的是两根信号线上的平均值,由于两个信号都是相对于地的 ,当地电势发生变化时,两个信号同时会上下浮动(理想状态下)。 2.常见的差分输出/输入级是构建在单端信号基础上的差分,需要工作在适当的共模范围。跳变的共模电压,会带来共模噪声。

@ ly

评分:2分

增加电磁辐射,容易引起emc问题。

@ STEVEN

评分:1分

在差分对对内线长不等长、差分对感受到的串扰不一致、线路阻抗发生突变以及差分对跨分割时,共模电压会发生突变;差分对对内线长不等长时,有可能会导致系统误码,差分对感受到的串扰不一致、线路阻抗突变以及跨分割时,会导致信号质量变差,以及会导致EMI增大。

@ 烟火

评分:3分

单板上差分对共模电压可能受参考平面波动,强干扰源等,线缆上差分对共模电压波动大多来源恶劣的环境因素。共模电压波动,可能超过接受端,端口,器件等的电气规范要求,影响信号采样,影响器件可靠性,打坏器件等

@ LuE

评分:2分

差分对理想的对称性和一致性破缺时导致共模电压波动,比如:输出级(驱动能力/开关速度不同),电流环路(不等长,参考平面不连续),线路分布参数(介质参数)等。共模变化使得差分对对外产生辐射,产生EMI问题,攻击临线;可能会降低输入级处信号眼图开度,影响高速输入级判决。

@ 水号

评分:3分

共模电压是两个单根线电压的平均值, 以下不一致会使共模电压出现波动: 1.差分线间距不一致导致线路中部分阻抗变化时信号反射。2.差分对两根线长差异较大。3.差分对上过孔数量不一样,过孔加工参数误差。4.差分线跨越分割平面。5.其它信号对差分线的串扰。共模电压使差分信号噪声增加,接受端接受信号错误,过大跳变的共模电压会造成辐射,产生EMI。

@ 山水江南

评分:3分

1,夸分割,不等长不等时,单端绕线完成阻抗突变,两信号线收到的干扰强度不同时都会引发共模问题2,共模干扰会导致差分信号的眼图压模板,抖动大,占空比失调等问题

@ 海鸥

评分:2分

差分信号的两个走线出现不等长,不等间距,单根阻抗突变时,容易引起共模噪声;共模噪声会带来emc问题,会带来时序问题,会影响眼图质量。

@ Ben

评分:3分

变化原因:传输线之间的不对称、外部信号串扰、电源波动等均会造成差分信号变共模信号。波动的共模信号带来EMI问题、信号反射问题、电平判决与器件安全问题等。

@ 大海象

评分:3分

差分对上的共模电压出现跳变主要有几种情况:1.差分对的两个线阻抗不一致;2.长度不一致;3.有比较明显的不连续性,如过孔,弯折等等;4.比较隐蔽的是,pcb板的纤维编织效应,导致两线非平衡。跳变的共模电压对系统有什么影响?DC wander及EMI是两个重要影响,但也要具体评估是否严重。