俗話說:少年看山是山,看水是水;中年看山不是山,看水不是水;老年看山還是山,看水還是水!這就說明,不同的人生閱歷,我們眼中的世界是不一樣的。這又讓我想到了小陳之前的文章中的乙個說法,在邏輯工程師眼中數碼訊號就是0101,在硬體工程師眼中,數碼訊號就是高低跳變的電平。但是在si工程師眼中,數碼訊號是一堆不同頻率的正弦波的疊加。那麼在si工程師眼中,差分訊號又是什麼呢?
上篇文章我們講到了
差分訊號的模態
,其中有個重要的概念,那就是:
這裡將單根訊號的幅值用另外一種角度描述出來,那就是
共模訊號
與差分訊號的疊加。共模訊號描述了單端訊號中不變的成分,而差分訊號描述了單端訊號中跳變的部分。所以,在si工程師眼中,差分訊號不僅僅是差分訊號,它是差分與共模的疊加。下面我們來直觀的感受一下什麼是模態轉換。
理想情況下,我們希望差分訊號是下圖1這樣的:
圖1中兩根單端訊號完全對稱,交叉點也正好在共模電壓上。但實際上,我們接受到的訊號往往是這樣的:
圖2中,兩根訊號並不對稱,交叉點也沒有在共模電壓的位置。這兩幅圖中的差分訊號貌似差別不大,但是共模訊號卻存在較大的差異。理想情況下,共模訊號是乙個恆定不變的值,但是像圖2這種情況,共模訊號卻出現了波動。既然有波動,肯定是有外加的能量對他產生干擾,而這種能量就來自於差分訊號。我們把這種差分能量向共模能量轉換就叫做模態轉換。
差分能量轉換為共模能量後,差分訊號本身的能量會有損失,這種損失在時域中通常表現為訊號上公升沿的畸變(變緩或者扭曲),而在頻域中則表現為高頻分量的損失。這一點,在之前的高速先生文件中已經分析的比較清楚了,可以檢視以下文章,鏈結如下:
我們對模態轉換說了這麼多,歸根結底是因為模態轉換他是評估乙個傳輸通道效能好壞的指標,就像我們通常提到的插損和回損。插損是用來評估通道損耗程度的,回損是用來評估通道阻抗連續性的,那麼模態轉換又是用來評估什麼的呢?我們來看看s引數中模態轉換的定義,
上式中d指的是differential,c指的是common mode,埠定義如下:
從上式我們可以看出,要想保證訊號模態轉換為0,兩根線必須絕對的對稱,即s11=s33,s21=s43,s23=s41。其中的對稱包括阻抗的一致性和時延的一致性。
scd越小越好,越小代表通道的對稱性越好。實際情況下,由於設計過程中的各種限制,以及
pcb加工
公差等原因,以上對稱條件不可能完全滿足,所以模態轉換不可避免。我們在
線路板設計
中,為把差分線的模態轉換控制在較小水平,就要盡量將差分對做到完全對稱。
序列匯流排 差分互連(差分線)之共模 奇模 偶模
講差分線,訊號的模態是乙個繞不過去的話題。記得我在剛接觸si的時候,曾被這些概念弄得傷透了腦筋。差分,共模,奇模,偶模 這些概念經常把人繞的很暈。但是為了理解差分訊號的傳輸機制,這些基礎概念又不得不理解清楚,弄清楚了,很多問題就會迎刃而解,下面就讓我們一起來捋一捋這些容易混淆的概念。首先讓我們來明確...
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IncDec序列 差分
給定乙個長度為 n 的數列 a1,a2,an每次可以選擇乙個區間 l,r 使下標在這個區間內的數都加一或者都減一。求至少需要多少次操作才能使數列中的所有數都一樣,並求出在保證最少次數的前提下,最終得到的數列可能有多少種。第一行輸入正整數n。接下來n行,每行輸入乙個整數,第i 1行的整數代表ai。第一...