目录
- 1端接简介
- ▪源端端接
- ▪终端端接
- 2端接电阻方式详解
- ▪源端串联匹配
- ▪终端并联匹配
- ▪戴维南匹配
- ▪RC网络匹配
- ▪二极管匹配
>端接简介
见
对接,在高速PCB设计中,高速电路中由阻抗不匹配引起的信号反射现象
,通过端接电路在抑制攻击线上反射
,是减轻反射信号影响的一种有效可行的方式。
>源端端接
即在靠近芯片的发送端
串联电阻,使得该串联电阻与芯片的内阻之和尽量与传输线
阻抗一致。该端接简单功耗小,不会给驱动器带来额外的
直流负载,只需要一个电阻就可以抑制驱动端到负载端的二次反射,常用于点对点的拓扑上;但同时它会增加
RC时间常数,减缓负载端信号上升时间,因此不适合用于
高频信号通路。
>终端端接
即在末端并联一个与传输线特性阻抗一致的电阻到
GND或者电源上。该端接的优点是在信号能量反射回源端之前在负载端消除反射,可以减小噪声、
电磁干扰(EMI)及射频干扰(
RFI)。同时也是有缺点的,首先末端端接电阻会增加直流功耗,所以
功耗较大,不适用于使用电池供电的产品,此外在逻辑高状态下,对器件的驱动能力要求较高。
>端接电阻方式详解
常用的端接电阻方式有以下几种:
>源端串联匹配
源端串联匹配就是在输出BUFFER上串接一个电阻,使BUFFER的输出阻抗与传输线阻抗一致;此电阻在
PCB设计时应尽量靠近输出
BUFFER放置 ,常用的值为:33欧姆。
对于TTL或CMOS驱动,信号在逻辑高及低状态时均具有不同的输出阻抗,而一些
负载器件可能具有不同的输入输出阻抗,不能简单的得知,所以在使用串联端接匹配时,在具有输入输出阻抗不一致的条件下,可能不是最佳的选择;在布线终端上存在集总线型负载或单一元件时,串联匹配是最佳的选择;
串联电阻的大小由下式决定:
R=ZO-R0 ZO--传输线阻抗 R0--BUFFER输出阻抗
串联匹配的优点:提供较慢的上升时间,减少反系量,产生更小的EMI,从而降低过冲,增加信号的传输质量;
串联匹配的缺点:当
TTL/
CMOS出同一网络上时,在驱动分布负载时,通常不能使用串联匹配方式。
>终端并联匹配
由在走线路径上的某一端连接单个电阻构成,这个电阻的阻值必须等于传输线所要求的电阻值,电阻的另一端接电源或地;简单的并联匹配很少用于
CMOS与
TTL设计中;
并联匹配的优点:可用于分布负载,并能够全部吸收传输波以消除反射;
并联匹配的缺点:需额外增加电路的功耗,会降低噪声容限。
>戴维南匹配
Vref=R2/(R1+R2)*V
Vref--输入负载所要求的电压
当R1=R2时,对高低逻辑的驱动要求均是相同的,对有些逻辑系列可能不能接受;
当R1>R2时,逻辑低对电流的要求比逻辑高大,这种情况对TTL与COMS器件是不能工作的;
当R1<R2时,这种对大多数的设计比较合适;
戴维南匹配的优点: 能够全部吸收传输波以消除反射,尤其适合用于总线使用;
戴维南匹配的缺点:需额外增加电路的功耗,会降低噪声容限;
>RC网络匹配
端接电阻应该等于传输线的阻抗Z0,而电容一般非常小(20PF--600PF);RC网络的时间常数必须大于两倍的信号传输延时时间;
RC端接匹配的优点:可在分布负载及总线布线中使用,它完全吸收发送波,可以消除反射,并且具有很低的直流功率损耗;
RC端接的缺点:它将使非常高速的信号速率降低,RC电路的时间常数选择不好会导致电路存在反射,对于高频、快速上升的信号应多加注意。
>二极管匹配
二极管匹配方式常用于
差分或成对网络上,采用二极管匹配会使其负载变成非线性,可能会增加EMI的问题。
各种匹配方式的特征如下表所示:
终端类型 | 元件数 | 延时情况 | 电源要求 | 元件值 | 备注 |
并联 | 1 | 小 | 高 | R=Z0 | 功耗很大 |
戴维南 | 2 | 小 | 高 | R=2Z0 | |
RC | 2 | 小 | 中 | R=Z0,C很小 | |
二极管 | 2 | 小 | 高 | 根据电源电压宝 | |