作者:一博科技高速先生成員 黃剛& J) v3 _, t* @% |# q5 k
共模電感,我們更多的會(huì)在通訊類的產(chǎn)品中看到,普遍存在于接口的應(yīng)用中,例如USB,PCIE,HDMI等接口。從它的名字大家肯定知道,它的作用是與共模阻抗是有關(guān)系的。它的外形大概是長(zhǎng)下面這樣,把一對(duì)差分線進(jìn)行串接起來使用。2 U/ A$ J1 ^: {. v
1 U( `8 j/ c% ]對(duì),就是這么簡(jiǎn)單,由于它的使用簡(jiǎn)單和體積不大,對(duì)于pcb設(shè)計(jì)來說不會(huì)增加什么難度,因此在很多接口的原理圖上都少不了它的身影。用是很多人都會(huì)用啦,但是并不代表大家都能理解它的原理,高速先生下面要講的這個(gè)案例就是有關(guān)于它的應(yīng)用。
$ W: |: V$ F9 ^) l9 L我司幫客戶設(shè)計(jì)的一款通訊板,其中有一個(gè)USB的接口模塊,從USB芯片到接口,然后通過cable連接到device?蛻舭遄蛹庸せ貋磉M(jìn)行測(cè)試后,就向我們咨詢了這么一個(gè)問題!" x u" v* k' O) i7 D
: S$ c! b1 d# C( K0 J6 T/ Q- k9 Z, z- m: C8 e
客戶先對(duì)做好的板卡進(jìn)行了無源測(cè)試,結(jié)果真的是“喜憂參半”!我們首先來看看這個(gè)板子的測(cè)試場(chǎng)景,客戶將網(wǎng)絡(luò)分析儀接到USB夾具,再?gòu)腢SB接口接到我們的板卡上,來測(cè)試板卡的阻抗和回波損耗。, X3 V" O, n5 Z f$ N8 t; [) @; D ^
. L( O8 d9 g7 Q! j; S3 Y
客戶首先測(cè)試了鏈路的差分阻抗和回?fù)p,發(fā)現(xiàn)都還是不錯(cuò)的,都能滿足協(xié)議的要求。
/ @1 Y" H; v% G3 [* _: s0 C
$ z( h$ v4 L% M% u- o* v8 o b% u 一切看起來都往好的方向走的時(shí)候,USB協(xié)議上還有一項(xiàng)共;夭〒p耗的指標(biāo)要滿足,于是客戶也測(cè)試了這個(gè)指標(biāo),結(jié)果就尷尬了,這個(gè)指標(biāo)居然在低頻的時(shí)候不過。!
6 h; j% o. A# f; S
+ P& Q7 v3 l( N) |. [9 z這就是客戶測(cè)試后第一時(shí)間來找高速先生的原因了。因?yàn)檫@個(gè)板卡的USB是3.2信號(hào),是10Gbps的速率,并不算很高,因此前期并不需要高速先生來介入仿真,客戶選擇相信了我們的設(shè)計(jì)部同事能直接搞掂!現(xiàn)在指標(biāo)不過,客戶就立馬求助高速先生了!當(dāng)然高速先生也相信我們?cè)O(shè)計(jì)部的同事,對(duì)于這個(gè)速率的設(shè)計(jì)應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)很大的問題。& L6 X" g; K" K* Y( h" m V
k$ N1 E( v5 b, N( n( |) }( g# g
于是高速先生一邊在check板子設(shè)計(jì)的同時(shí),一邊讓客戶再做下有源的測(cè)試,讓客戶進(jìn)行眼圖測(cè)試和功能測(cè)試。
' V* e7 L, i2 G; N6 U& U: E
- I4 b4 R$ }! W9 A恩,功能沒有問題,測(cè)試的眼圖也很好,那為什么共模的回?fù)p指標(biāo)會(huì)不過呢?高速先生通過PCB設(shè)計(jì)找到了答案!高速先生找到這根上面測(cè)試的網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)從接口進(jìn)去之后會(huì)經(jīng)過一系列的阻容器件,其中有一個(gè)器件就是我們今天的“豬腳”,共模電感了!
6 F3 m' W, l# O5 C ^4 b$ x7 T% n' T+ A) `* g3 J6 u; }
高速先生立馬就把共;?fù)p指標(biāo)不過的矛頭指向這個(gè)共模電感!于是去查下這款共模電感的datasheet,果然找到了初步的答案?吹竭@個(gè)共模電感的電氣參數(shù)會(huì)發(fā)現(xiàn),它對(duì)于信號(hào)的共模和差模的傳輸起到截然不同的作用,從阻抗曲線能看出來,差模阻抗比較小,而共模阻抗比較大,其實(shí)它就是一種阻擋共模信號(hào)而允許差模信號(hào)通過的器件!
7 C V! s4 D- N% ]! c% `/ |
9 s! T3 G2 j5 _# L然后我們有了一個(gè)大膽的嘗試,讓客戶把這個(gè)共模電感短路掉,再測(cè)試下功能是否ok,而客戶也很快進(jìn)行了嘗試并給出了答案!而且驚喜的是不僅當(dāng)前來找我們的這個(gè)項(xiàng)目沒問題,甚至連之前一個(gè)類似的項(xiàng)目也是這樣,短路掉共模電感之后都是測(cè)試指標(biāo)pass的!而且更“詭異”的是取下共模電感后測(cè)試的眼圖反而還比用上共模電感還要更好一點(diǎn),你沒有聽錯(cuò)!是還更好一點(diǎn)!
8 K0 o6 T- q+ a7 h
! ~6 U i z7 H6 v, Y! f恩,從這款共模電感的參數(shù)并結(jié)合測(cè)試的一些操作可以看到,共模電感本身具有很大的共模阻抗,因此測(cè)試共;?fù)p不過肯定也是很容易理解的,另外也能看到把共模電感取下來之后也是能很好的工作的!但是高速先生永遠(yuǎn)不會(huì)滿足于看到現(xiàn)象這個(gè)水平上,高速先生還想能不能拿到這個(gè)共模電感的模型做一下仿真和測(cè)試的對(duì)比驗(yàn)證,并對(duì)這個(gè)原理進(jìn)行深入的分析,由于篇幅有限,下一part更加精彩的部分將留到下篇文章來給大家分享哈,把這篇文章的疑問統(tǒng)一給大家解答!本文就先到這里了哈,請(qǐng)大家繼續(xù)關(guān)注和期待!
( N8 t! i( M: K7 f' F$ W- x0 x: U# ~" R/ q) s
, ~7 _7 m5 j2 v" [2 R: v9 d7 [) ~5 a: }+ d( y0 A
|