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信號(hào)反射的幾個(gè)重要體現(xiàn)及電路設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2019-06-06 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】信號(hào)沿傳輸線向前傳播時(shí),每時(shí)每刻都會(huì)感受到一個(gè)瞬態(tài)阻抗,這個(gè)阻抗可能是傳輸線本身的,也可能是中途或末端其他元件的。對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō),它不會(huì)區(qū)分是什么,信號(hào)所感受到的只有阻抗。如果信號(hào)感受到的阻抗是恒定的,那么他就會(huì)正常向前傳播,只要感受到的阻抗發(fā)生變化,信號(hào)都會(huì)發(fā)生反射。這些因素可能包括過(guò)長(zhǎng)的走線,末端匹配的傳輸線,過(guò)量的電容或電感及阻抗失配。
本文要點(diǎn):
1,介紹信號(hào)分列反射的具體表現(xiàn);
2,結(jié)合具體電路分析。
信號(hào)沿傳輸線向前傳播時(shí),每時(shí)每刻都會(huì)感受到一個(gè)瞬態(tài)阻抗,這個(gè)阻抗可能是傳輸線本身的,也可能是中途或末端其他元件的。對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō),它不會(huì)區(qū)分是什么,信號(hào)所感受到的只有阻抗。如果信號(hào)感受到的阻抗是恒定的,那么他就會(huì)正常向前傳播,只要感受到的阻抗發(fā)生變化,信號(hào)都會(huì)發(fā)生反射。這些因素可能包括過(guò)長(zhǎng)的走線,末端匹配的傳輸線,過(guò)量的電容或電感及阻抗失配。
反射會(huì)造成信號(hào)過(guò)沖overshoot、下沖undershoot、振鈴ringing、邊沿遲緩也就是階梯電壓波。過(guò)沖是振鈴的欠阻尼狀態(tài),邊沿遲緩是振鈴的過(guò)阻尼狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)的第一個(gè)波峰超過(guò)原來(lái)設(shè)定的最大值。過(guò)沖是指信號(hào)跳變的第一個(gè)峰值或谷值,它是在電源電平之上或參考地電平之下的額外電壓效應(yīng);
邊沿遲緩我們也成為臺(tái)階,回勾現(xiàn)象,其危險(xiǎn)主要是會(huì)造成誤觸發(fā)。
下沖是指信號(hào)跳變的下一個(gè)谷值或峰值。過(guò)沖與下沖都是不利的因素,過(guò)大的過(guò)沖電壓經(jīng)常長(zhǎng)期性地沖擊會(huì)造成器件的損壞,如上圖所示。嚴(yán)重的下沖會(huì)超過(guò)接收器件的門限而導(dǎo)致電路的邏輯錯(cuò)誤。
如果信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器和接收器之間來(lái)回多次反射,就會(huì)產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象,這增加了信號(hào)穩(wěn)定所需要的時(shí)間,從而也影響了系統(tǒng)穩(wěn)定的時(shí)序。
細(xì)節(jié)處如下圖,
電路設(shè)計(jì)Tips:
一般做電路設(shè)計(jì)中,如果時(shí)鐘信號(hào)鏈路比較長(zhǎng),會(huì)在時(shí)鐘輸出信號(hào)上串接一個(gè)小電阻,比如22歐姆或者33歐姆。
至于為什么,很多成熟設(shè)計(jì)都是這么做,算是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。實(shí)際上,其實(shí)這個(gè)小電阻的作用就是為了解決信號(hào)反射問(wèn)題。而且隨著電阻的加大,振鈴會(huì)消失,但你會(huì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)上升沿不再那么陡峭了,串聯(lián)電阻是為了減小反射波,避免反射波疊加引起過(guò)沖。這個(gè)解決方法叫阻抗匹配,一定要注意阻抗匹配,阻抗在信號(hào)完整性問(wèn)題中占據(jù)著極其重要的地位。
來(lái)源:面包板社區(qū)博主 啟芯 的博客
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