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電路板

高速PCB板設計中如何搞定信號反射

文章出處:http://www.mahaoyun9.com/網責任編輯:恒成和電路板作者:恒成和線路板人氣:-發表時間:2018-11-13 14:15:00

高速PCB板中,走線不僅僅是連接兩個點。作為一名合格的工程師,走線就是包括電阻,電容,電感的混合知識載體。信號線在傳輸過程中會有反射現象,這個必須要了解一下,負載端反射的大小取決傳輸線的Z和負載的Z。

PCB

高速PCB信號被反射的大小用反射系數KR來衡量,負載端的反射系數為: KRL=(ZL—Z0)/(ZL+Z0),對于開路負載,KRL=1;對于短路負載,KRL=-1 可見,對于開路和短路負載,信號被100%反射回來了。KRL為負值表明被反射的信號與原信號方向相反。同樣,信號在源端反射的大小用源端的反射系數表示:KRS=(ZS—Z0)/(ZS+Z0)。


設驅動器的標準輸出電平為0.2V,電流 24mA,則其輸出阻抗ZS約為8.3 Ω。設負載的輸入阻抗ZL大于100KΩ,遠大于Z0(約為67Ω),則負載端反射系數為:KRL=1,信號在負載端被100%反射。源端反射系數為KRS=-0.78。百能網隸屬于勤基集團,是國內領先的電子產業服務平臺,在線提供元器件,傳感器 采購、PCB定制、BOM配單、物料選型等電子產業供應鏈整套解決方案,一站式滿足電子產業中小客戶全面需求。


下面來具體分析驅動器產生一個從3.5V切換至0.2V信號的反射過程。


第1次反射:驅動器電壓為3.3V,根據ZS與Z0組成的分壓原理,Z0上產生的信號△V=-2.94V,源端信號電壓為VS=O.56V。負載端反射系數為1。當信號到達負載端時,VL=3.5-2.94-2.94=-2.38V。


第2次反射:開始源端信號為0.56V,當-2.94V信號到達源端發生第二次反射,反射電壓為:VR=KPS*△V =-0.78*(-2.94)=2.29V。所以源端電壓變為VS=0.56+(-2.94)+2.29=-0.09V。


第3次反射:當第2次反射信號到達負載端時,負載端電壓變為VL =-2.38+2.29+2.29=2.2.V


在這種阻抗不匹配的傳輸線上,信號就是這樣來回反射,每反射一次其幅值就減小一些,直至最后消失。左側和右側的豎線分別代表源端和負載端的電壓,斜線則標明了傳送信號和反射信號電壓的大小。也可以用來表示信號的具體反射過程,一個表示源端信號,一個表示負載端信號。可以看到在經過5個周期以后傳輸到負載端的信號才下降至輸入門檻值以下,傳輸延時一般介于6——16ns/m之間,若傳輸延時tPD=10ns/m,,則通過一根0.15m的傳輸線的延時約為1.5ns,那么該信號在傳送出去大約13.5ns之后才可以認為是有效的。


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