解析振鈴信號的產生過程
發布時間:2014-10-18 責任編輯:echolady
【導讀】信xin號hao傳chuan輸shu過guo程cheng中zhong感gan受shou到dao阻zu抗kang的de變bian化hua,信xin號hao反fan射she必bi然ran會hui發fa生sheng。信xin號hao的de類lei型xing可ke能neng是shi遠yuan端duan反fan射she回hui來lai的de反fan射she信xin號hao,或huo者zhe是shi驅qu動dong端duan發fa出chu的de信xin號hao。根gen據ju反fan射she係xi數shu公gong式shi可ke知zhi,信xin號hao感gan受shou到dao阻zu抗kang越yue小xiao,負fu反fan射she必bi然ran發fa生sheng,反fan射she的de負fu電dian壓ya會hui使shi信xin號hao產chan生sheng下xia衝chong,當dang信xin號hao在zai驅qu動dong端duan和he遠yuan端duan負fu載zai發fa生sheng多duo次ci反fan射she時shi,產chan生sheng的de結jie果guo就jiu是shi信xin號hao振zhen鈴ling。
信號的反射可能會引起振鈴現象,一個典型的信號振鈴如圖1所示。

圖1:典型的信號振鈴
大多數芯片的輸出阻抗都很低,如果輸出阻抗小於PCBzouxiandetexingzukang,namezaimeiyouyuanduanduanjiedeqingkuangxia,biranchanshengxinhaozhenling。xinhaozhenlingdeguochengkeyiyongfandantulaizhiguandejieshi。jiashequdongduandeshuchuzukangshi10歐姆,PCB走線的特性阻抗為50歐姆(可以通過改變PCB走線寬度,PCB走線和內層參考平麵間介質厚度來調整),為了分析方便,假設遠端開路,即遠端阻抗無窮大。驅動端傳輸3.3V電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)。我(wo)們(men)跟(gen)著(zhe)信(xin)號(hao)在(zai)這(zhe)條(tiao)傳(chuan)輸(shu)線(xian)中(zhong)跑(pao)一(yi)次(ci),看(kan)看(kan)到(dao)底(di)發(fa)生(sheng)了(le)什(shen)麼(me)?為(wei)分(fen)析(xi)方(fang)便(bian),忽(hu)略(lve)傳(chuan)輸(shu)線(xian)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)和(he)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang),隻(zhi)考(kao)慮(lv)阻(zu)性(xing)負(fu)載(zai)。圖(tu)2為反射示意圖。

圖2:反射示意圖
第1次反射:信號從芯片內部發出,經過10歐姆輸出阻抗和50歐姆PCB特性阻抗的分壓,實際加到PCB走線上的信號為A點電壓3.3*50/(10+50)=2.75V。傳輸到遠端B點,由於B點開路,阻抗無窮大,反射係數為1,即信號全部反射,反射信號也是2.75V。此時B點測量電壓是2.75+2.75=5.5V。
第2次反射:2.75V反射電壓回到A點,阻抗由50歐姆變為10歐姆,發生負反射,A點反射電壓為-1.83V,該電壓到達B點,再次發生反射,反射電壓-1.83V。此時B點測量電壓為5.5-1.83-1.83=1.84V。
第3次反射:從B點反射回的-1.83V電壓到達A點,再次發生負反射,反射電壓為1.22V。該電壓到達B點再次發生正反射,反射電壓1.22V。此時B點測量電壓為1.84+1.22+1.22=4.28V。
第4次反射:。。。 。。。 。。。
第5次反射:。。。 。。。 。。。 如此循環,反射電壓在A點和B點之間來回反彈,而引起B點電壓不穩定。觀察B點電壓:5.5V->1.84V->4.28V->……,可見B點電壓會有上下波動,這就是信號振鈴。
信號振鈴根本原因是負反射引起的,其罪魁禍首仍然是阻抗變化,又是阻抗!在研究信號完整性問題時,一定時時注意阻抗問題。 負載端信號振鈴會嚴重幹擾信號的接受,產生邏輯錯誤,必須減小或消除,因此對於長的傳輸線必須進行阻抗匹配端接。
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