为什么USB的特性阻抗是90欧姆
USB设备具有简单易用、支持热插拔、速度快等特点,很快被广泛应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。可以说USB是目前最为成功的I/O技术,而且随着目前USB4标准的发布,USB接口的应用范围必然更加的广泛。不过我们今天的话题是为什么USB的特性阻抗是90欧姆,而不是同轴线的50欧姆,75欧姆或者HDMI,Displayport的100欧姆呢?
什么是特性阻抗
特征阻抗是对于交流信号(或者说高频信号)来说的.特征阻抗属于长线传输中的一个概念,信号在传输线中传输的过程中,在信号到达的一个点,传输线和参考平面之间会形成电场,由于电场的存在,会产生一个瞬间的小电流,这个小电流在传输线中的每一点都存在。同时信号也存在一定的电压,这样在信号传输过程中,传输线的每一点就会等效成一个电阻,这个电阻就是我们提到的传输线的特征阻抗。
特性阻抗(ρ)的连续性基本上就取决于分布参数 L0、C0 比值的稳定性,我们都知道欧姆定律:U=RI,其中的 R 就是电阻或者叫电阻负载,单位为欧姆(Ω)。电阻与金属材料的电阻率 (又称导电系数)有关,但在高频信号的传输过程中,我们还需要了解传输高频信号的物理介质(比如双绞线、同轴线、波导)的传输特性,它不同于低频信号,这种传输特性与传输介质的导电材料(例如铜或银) 、导电系数(电阻率)、几何形状(最常见为圆柱形)、分布电感(L0)、分布电容(C0)、绝缘材料(的介电常数)等都有关系,而低频信号传输时则往往不考虑这些分布参数和绝缘材料介电常数的影响。
当一束光从空气射向水中时会发生反射,这是因为光和水的光导特性不同。同样,当信号传输中如果传输线上发生特性阻抗突变也会发生反射。波长与频率成反比,低频信号的波长远远大于传输线的长度,因此一般不用考虑反射问题。高频领域,当信号的波长与传输线长出于相同量级时反射的信号易与原信号混叠,影响信号质量。通过阻抗匹配可有效减少、消除高频信号反射,所以我们需要测试特性阻抗,抓取平衡稳定的数值来改善由于反射造成的不良测试现象,所以阻抗稳定就显得非常重要,控制差分信号线的特性阻抗对高速数字信号的完整性是非常重要的,因为特性阻抗的值会影响差分信号的眼图、信号带宽、信号抖动和信号线上的干扰电压等。
USB阻抗匹配问题;为什么USB的特性阻抗是90欧姆
按照为什么要测试阻抗这里提到,如果需要得到一个合格的阻抗,需要进行阻抗匹配,如果你的USB接口如果要用在传输数据,且速度在高速范畴时,需要对PCB上的USB接口数据线进行阻抗匹配,具体可以做90 ohm左右的差分阻抗设计,只针对传输数据的一对线;如果速度要求不高,当然不做阻抗也问题不大,但是在高速场合,稳定和速度就有影响了;很多高速信号线上,如特性阻抗为75欧姆的CVBS信号线、特性阻抗为100欧姆的LVDS数据信号线、特性阻抗为90欧姆的USB高速数据线上,在信号传输的过程中,路径的每一步都有相应的瞬态阻抗,如果沿着互联线传输的电信号感到的瞬态阻抗发生变化,那么一部分将继续走下去,而另外一部分将反射后源端。由于各个信号线上所需要的特性阻抗不一致,且信号源的阻抗不匹配。当源内阻小于传输线内阻时将出现振铃,也就是过冲,过载传输线。过大的过冲往往会损坏器件。而如果源内阻大于传输线阻抗时,便会出现欠冲,这会引起电路逻辑处于不确定状态,可能导致误判或信号丢失。
网上所说的匹配电阻都是在全速和低速
刚上面说了阻抗匹配问题,我想应该打开了一扇窗,接下来我们打开一扇门,我们的USB信号一般是差分信号,差分信号为一正一负两根trace,两者之间相位差180度,可以抑制共模干扰(同样的一个干扰源,在两根信号上形成同样的干扰波形,最终一正一负正好抵消),还可以提升信号幅度(一正一负,两者的幅度相当于一根线上的幅度的两倍)。差分信号还有紧耦合和松耦合两种方式,松耦合可以在两根线之间铺地来进一步避免两者之间的耦合(串扰),紧耦合时两根线可以贴的很近,不管紧耦合还是松耦合,差分信号主要还是靠地平面来做返回路径;我们先抛砖引玉说50欧的同轴阻抗,其来历其实我也不清楚,但目前大多数射频仪器、IC、零件等都是按50欧来设计的,为搭配50欧的仪器、IC、零件等,就需要有50欧的连接器、PCB走线、连接线等来连接,从而方可将射频信号以最大功率传送到另一端。另,此处的50欧PCB走线,50欧是走线的特性阻抗;其实今天定义的USB走90欧姆,其实是协会根据应用设计验证PCB的走线宽度,间距,板材等各种实验的参数,其实我觉得USB其实也可以做100欧姆的,只不过前端实验室最佳的验证数据是90欧姆,所以后面的各种连接器、线缆都只能按90欧姆做,如果我们自己的板卡做成100欧姆或是别的了,信号传输时就会发生反射,如上阻抗匹配的问题就会发生。以上是鄙人通过所学知识对网上的关于USB疑问的一些解释,如有不对还请各位网友拍砖!
USB设备具有简单易用、支持热插拔、速度快等特点,很快被广泛应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。可以说USB是目前最为成功的I/O技术,而且随着目前USB4标准的发布,USB接口的应用范围必然更加的广泛。不过我们今天的话题是为什么USB的特性阻抗是90欧姆,而不是同轴线的50欧姆,75欧姆或者HDMI,Displayport的100欧姆呢?
什么是特性阻抗
特征阻抗是对于交流信号(或者说高频信号)来说的.特征阻抗属于长线传输中的一个概念,信号在传输线中传输的过程中,在信号到达的一个点,传输线和参考平面之间会形成电场,由于电场的存在,会产生一个瞬间的小电流,这个小电流在传输线中的每一点都存在。同时信号也存在一定的电压,这样在信号传输过程中,传输线的每一点就会等效成一个电阻,这个电阻就是我们提到的传输线的特征阻抗。
特性阻抗(ρ)的连续性基本上就取决于分布参数 L0、C0 比值的稳定性,我们都知道欧姆定律:U=RI,其中的 R 就是电阻或者叫电阻负载,单位为欧姆(Ω)。电阻与金属材料的电阻率 (又称导电系数)有关,但在高频信号的传输过程中,我们还需要了解传输高频信号的物理介质(比如双绞线、同轴线、波导)的传输特性,它不同于低频信号,这种传输特性与传输介质的导电材料(例如铜或银) 、导电系数(电阻率)、几何形状(最常见为圆柱形)、分布电感(L0)、分布电容(C0)、绝缘材料(的介电常数)等都有关系,而低频信号传输时则往往不考虑这些分布参数和绝缘材料介电常数的影响。
当一束光从空气射向水中时会发生反射,这是因为光和水的光导特性不同。同样,当信号传输中如果传输线上发生特性阻抗突变也会发生反射。波长与频率成反比,低频信号的波长远远大于传输线的长度,因此一般不用考虑反射问题。高频领域,当信号的波长与传输线长出于相同量级时反射的信号易与原信号混叠,影响信号质量。通过阻抗匹配可有效减少、消除高频信号反射,所以我们需要测试特性阻抗,抓取平衡稳定的数值来改善由于反射造成的不良测试现象,所以阻抗稳定就显得非常重要,控制差分信号线的特性阻抗对高速数字信号的完整性是非常重要的,因为特性阻抗的值会影响差分信号的眼图、信号带宽、信号抖动和信号线上的干扰电压等。
USB阻抗匹配问题;为什么USB的特性阻抗是90欧姆
按照为什么要测试阻抗这里提到,如果需要得到一个合格的阻抗,需要进行阻抗匹配,如果你的USB接口如果要用在传输数据,且速度在高速范畴时,需要对PCB上的USB接口数据线进行阻抗匹配,具体可以做90 ohm左右的差分阻抗设计,只针对传输数据的一对线;如果速度要求不高,当然不做阻抗也问题不大,但是在高速场合,稳定和速度就有影响了;很多高速信号线上,如特性阻抗为75欧姆的CVBS信号线、特性阻抗为100欧姆的LVDS数据信号线、特性阻抗为90欧姆的USB高速数据线上,在信号传输的过程中,路径的每一步都有相应的瞬态阻抗,如果沿着互联线传输的电信号感到的瞬态阻抗发生变化,那么一部分将继续走下去,而另外一部分将反射后源端。由于各个信号线上所需要的特性阻抗不一致,且信号源的阻抗不匹配。当源内阻小于传输线内阻时将出现振铃,也就是过冲,过载传输线。过大的过冲往往会损坏器件。而如果源内阻大于传输线阻抗时,便会出现欠冲,这会引起电路逻辑处于不确定状态,可能导致误判或信号丢失。
网上所说的匹配电阻都是在全速和低速
刚上面说了阻抗匹配问题,我想应该打开了一扇窗,接下来我们打开一扇门,我们的USB信号一般是差分信号,差分信号为一正一负两根trace,两者之间相位差180度,可以抑制共模干扰(同样的一个干扰源,在两根信号上形成同样的干扰波形,最终一正一负正好抵消),还可以提升信号幅度(一正一负,两者的幅度相当于一根线上的幅度的两倍)。差分信号还有紧耦合和松耦合两种方式,松耦合可以在两根线之间铺地来进一步避免两者之间的耦合(串扰),紧耦合时两根线可以贴的很近,不管紧耦合还是松耦合,差分信号主要还是靠地平面来做返回路径;我们先抛砖引玉说50欧的同轴阻抗,其来历其实我也不清楚,但目前大多数射频仪器、IC、零件等都是按50欧来设计的,为搭配50欧的仪器、IC、零件等,就需要有50欧的连接器、PCB走线、连接线等来连接,从而方可将射频信号以最大功率传送到另一端。另,此处的50欧PCB走线,50欧是走线的特性阻抗;其实今天定义的USB走90欧姆,其实是协会根据应用设计验证PCB的走线宽度,间距,板材等各种实验的参数,其实我觉得USB其实也可以做100欧姆的,只不过前端实验室最佳的验证数据是90欧姆,所以后面的各种连接器、线缆都只能按90欧姆做,如果我们自己的板卡做成100欧姆或是别的了,信号传输时就会发生反射,如上阻抗匹配的问题就会发生。以上是鄙人通过所学知识对网上的关于USB疑问的一些解释,如有不对还请各位网友拍砖!
#激光防护眼镜#
激光防护眼镜CE认证PPE指令标准介绍
所有在欧盟销售的产品都必须符合相关欧盟指令的CE标志。销售非CE认证标志的产品是非法的。对于激光安全眼镜,这意味着符合个人防护装备(PPE)指令的激光防护要求。虽然理论上制造商可以使用他们自己的标准来表明符合指令,只要他们能够证明他们的标准足够严格,在实践中,眼镜总是经过EN207测试和认证(或EN208用于对准眼镜)。这种测试必须由政府认可的测试机构进行-这些标准不允许自我认证。因此,自1997年以来,当EN207成为统一的欧洲标准时,所有在欧洲合法销售的激光防护眼镜已通过EN 207或EN 208认证。尽管从1997年开始EN207仍然不是很好被理解。因此我们在这里写一个简短的解释来帮助激光安全眼镜的用户。
光密度规范
在EN207之前,激光防护眼镜通常由其光密度(0D)指定,并且这仍然是一种广泛使用的方法,特别是在美国(其中光密度通常是可用于眼镜的保护信息)。眼镜的0是在给定波长处的衰减因子的对数。因此,将d:YAG激光辐射衰1,000,000倍的眼镜在1064m处具有6倍的0D。使用光密度指定眼镜的方法包括计算激光的大可达发射量,并将其除以激光辐射的大允许曝光量(MPE)。这个数字的日志是眼镜所需的小0值。
光密度规范的局限性
如果我们考虑在10600纳米发射的高功率C02激光器和一些在相同波长处具有0D〉6的聚磷酸醋眼镜,则这种方法的问题如图所示。该波长的1类可达发射限值为10mW,因此在所有曝光条件下此功率都是安全的。因此,我们可能期望眼镜能够保护我们免受C02激光器的1,000,000×10mW=10kw的损害。但是,如果我们将眼镜放入甚至几百瓦的C02激光束中,我们会发现它很快被破坏,并且几乎没有保护(即使20W光束也会立即燃烧眼镜)。损害阑值所以我们看到光密度本身并没有考虑到用于保护我们免受激光辐射的材料的损伤阑值-即眼镜可承受的功率或能量密度(W/m2或J/m2)。编写了EN 207来解决这个问题并考虑了眼镜的光密度和损伤值。
EN207标记介绍
经过EN207则试后,激光防护眼镜被授予印在眼镜上的各种标记,并指定眼镜可以在不同波长下防止的大功率和能里密度。例如,眼镜可以标记如下:
DI750-120015R750-1200L6M750-1200L4这意味着在750-1200m的波长范围内,眼镜具有以下等级:
DI5I L5RI6ML4D,I,和M表示CW或不同的脉冲长度,如下所示:D-连续波(CW)I-脉冲长度〉1us,脉冲250ms R-冲长度〉1ns且1us脉冲M-脉冲长度<1ns脉冲“数字”(L5,L6,L4等)是指眼镜所指定的大功率或能量密度。必须从EN207中查找实际值。对于上面给出的眼镜标记,其值是:CW-1M"/m2 D L5长脉冲-500J/m2IL5Q切换-5kJ/m2RL6飞秒-1.5J/m2ML4数里增加1将使功率和能里密度值增加一个数量级。但请注意,EN207将号表分解为三个波长范围,即180-315m,315-1400nm和1400-1,000,000nm。以上所示嫩与功率/能量密度之间的关系仅适用于315-1400rm波长区域。其他波长请参考EN207。
L数字和光密度
除了能够承受激光束的功率而不被破坏外,滤光片还必须能够衰减激光束以保护。在EN207测试中,为了使滤波器具有等级,滤波器必须具有超过指定波长的L值的光密度。因此,在上面所示的例子中,我们可以推断,在750-1200nm的波长范围内,眼镜的0D〉6(因为它在该波长范围内具有R L6等级)。但是,我们不必担心计算MPE和可获得的排放量,因为这已经考虑到每个数所规定的大功率/能量密度。
使用EN207指定眼镜
为数光器指定合适的编号,请执行以下操作:确定在合理可预见的情况下人员可能暴露的小激光束直径。
计算此时梁的横截面积
i通过将激光的平均功率除以光束区域来计算此时的平均功率密度从EN207的中查找所需的扁号。在这数字之前加上一个D。在10kHz下发射1mJ,7ns冲并且具有2mm可接近光束直径的532mm激光器将需要具有以下小规格的眼镜:D532L6(相当于10MN/m2)R532L7(相当于50kJ/m2)另外,对于脉冲激光,眼镜必须同时具有正确的I,R或州规格(取决于冲长度)和正确的规格,以确保它适用于激光。
注意:本文旨在帮助激光用户,激光安全官员和激光防护顾问更好地了解EN207。它不打算作为该主题的详尽研究。有关更多信息,请参阅标准或致电欧CE认证机构进行讨论。
笔记:EN207个人防护眼镜。针对激光辐射的过滤器和护目镜(激光护目镜)EN208个人防护眼镜。用于调节激光和激光系统的护目镜(激光调节护目镜)由EN60825-1欧盟标准提供其激光等级的测试。
激光防护眼镜CE认证PPE指令标准介绍
所有在欧盟销售的产品都必须符合相关欧盟指令的CE标志。销售非CE认证标志的产品是非法的。对于激光安全眼镜,这意味着符合个人防护装备(PPE)指令的激光防护要求。虽然理论上制造商可以使用他们自己的标准来表明符合指令,只要他们能够证明他们的标准足够严格,在实践中,眼镜总是经过EN207测试和认证(或EN208用于对准眼镜)。这种测试必须由政府认可的测试机构进行-这些标准不允许自我认证。因此,自1997年以来,当EN207成为统一的欧洲标准时,所有在欧洲合法销售的激光防护眼镜已通过EN 207或EN 208认证。尽管从1997年开始EN207仍然不是很好被理解。因此我们在这里写一个简短的解释来帮助激光安全眼镜的用户。
光密度规范
在EN207之前,激光防护眼镜通常由其光密度(0D)指定,并且这仍然是一种广泛使用的方法,特别是在美国(其中光密度通常是可用于眼镜的保护信息)。眼镜的0是在给定波长处的衰减因子的对数。因此,将d:YAG激光辐射衰1,000,000倍的眼镜在1064m处具有6倍的0D。使用光密度指定眼镜的方法包括计算激光的大可达发射量,并将其除以激光辐射的大允许曝光量(MPE)。这个数字的日志是眼镜所需的小0值。
光密度规范的局限性
如果我们考虑在10600纳米发射的高功率C02激光器和一些在相同波长处具有0D〉6的聚磷酸醋眼镜,则这种方法的问题如图所示。该波长的1类可达发射限值为10mW,因此在所有曝光条件下此功率都是安全的。因此,我们可能期望眼镜能够保护我们免受C02激光器的1,000,000×10mW=10kw的损害。但是,如果我们将眼镜放入甚至几百瓦的C02激光束中,我们会发现它很快被破坏,并且几乎没有保护(即使20W光束也会立即燃烧眼镜)。损害阑值所以我们看到光密度本身并没有考虑到用于保护我们免受激光辐射的材料的损伤阑值-即眼镜可承受的功率或能量密度(W/m2或J/m2)。编写了EN 207来解决这个问题并考虑了眼镜的光密度和损伤值。
EN207标记介绍
经过EN207则试后,激光防护眼镜被授予印在眼镜上的各种标记,并指定眼镜可以在不同波长下防止的大功率和能里密度。例如,眼镜可以标记如下:
DI750-120015R750-1200L6M750-1200L4这意味着在750-1200m的波长范围内,眼镜具有以下等级:
DI5I L5RI6ML4D,I,和M表示CW或不同的脉冲长度,如下所示:D-连续波(CW)I-脉冲长度〉1us,脉冲250ms R-冲长度〉1ns且1us脉冲M-脉冲长度<1ns脉冲“数字”(L5,L6,L4等)是指眼镜所指定的大功率或能量密度。必须从EN207中查找实际值。对于上面给出的眼镜标记,其值是:CW-1M"/m2 D L5长脉冲-500J/m2IL5Q切换-5kJ/m2RL6飞秒-1.5J/m2ML4数里增加1将使功率和能里密度值增加一个数量级。但请注意,EN207将号表分解为三个波长范围,即180-315m,315-1400nm和1400-1,000,000nm。以上所示嫩与功率/能量密度之间的关系仅适用于315-1400rm波长区域。其他波长请参考EN207。
L数字和光密度
除了能够承受激光束的功率而不被破坏外,滤光片还必须能够衰减激光束以保护。在EN207测试中,为了使滤波器具有等级,滤波器必须具有超过指定波长的L值的光密度。因此,在上面所示的例子中,我们可以推断,在750-1200nm的波长范围内,眼镜的0D〉6(因为它在该波长范围内具有R L6等级)。但是,我们不必担心计算MPE和可获得的排放量,因为这已经考虑到每个数所规定的大功率/能量密度。
使用EN207指定眼镜
为数光器指定合适的编号,请执行以下操作:确定在合理可预见的情况下人员可能暴露的小激光束直径。
计算此时梁的横截面积
i通过将激光的平均功率除以光束区域来计算此时的平均功率密度从EN207的中查找所需的扁号。在这数字之前加上一个D。在10kHz下发射1mJ,7ns冲并且具有2mm可接近光束直径的532mm激光器将需要具有以下小规格的眼镜:D532L6(相当于10MN/m2)R532L7(相当于50kJ/m2)另外,对于脉冲激光,眼镜必须同时具有正确的I,R或州规格(取决于冲长度)和正确的规格,以确保它适用于激光。
注意:本文旨在帮助激光用户,激光安全官员和激光防护顾问更好地了解EN207。它不打算作为该主题的详尽研究。有关更多信息,请参阅标准或致电欧CE认证机构进行讨论。
笔记:EN207个人防护眼镜。针对激光辐射的过滤器和护目镜(激光护目镜)EN208个人防护眼镜。用于调节激光和激光系统的护目镜(激光调节护目镜)由EN60825-1欧盟标准提供其激光等级的测试。
#欧束#
欧束洁面慕斯
每天必用产品.晚间用卸妆清洁.早间用温和保湿.完美痘痘肌敏感肌都能用
欧束焕活莹润醒肤水
清爽不油腻,补水特别好,它里面含有水杨酸,有很好的祛痘效果,表示很喜欢
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锁水保湿 重点是特别特别清爽 而且它里面含有角鲨烷 帮助修复受损肌肤 有效形成天然保护膜
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