【錦囊三】PCB設計中關於反射的那些事兒
發布時間:2015-01-06 來源:陳德恒 一博科技 責任編輯:sherryyu
【導讀】前麵小編為大家帶來了PCB設計中反射的兩點:信號完整性及集總的世界,這裏小編將繼續為大家介紹PCB設計中關於反射的相關問題知識!這裏主要帶來的是PCB設計中反射中路的反射和場的反射的相關知識分析!
http://m.0-fzl.cn/rf-art/80024959
接下來小編還會繼續為大家奉獻上該專家基於PCB設計中關於反射的其他相關知識,希望大家耐心等待!
接下來小編還會繼續為大家奉獻上該專家基於PCB設計中關於反射的其他相關知識,希望大家耐心等待!

當信號穿越阻抗不連續的點時,會產生反射電壓與電流,從而使得分界麵兩邊的電壓和電流相等(基爾霍夫定律)。

在這裏給大家自爆一下高速先生小時候學習過程中做過的筆記:



對於理工科來說,一些從數學上去理解問題的過程是必不可少,也是最直觀的。
高速先生也和大家一樣,學習反射都是從手算反彈圖開始的。同樣的,小高速先生在畫出反彈圖之後曾經覺得自己懂反射了。
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可是轉念一想,還是發現了很多無法理解的問題:
為什麼測試時在通道中間測試到的波形有回溝,而在終端測試到的波形又是好的?
Breakout區域有一次阻抗不連續,但走出該區域之後,走線從細變寬,會增加一次反射,那是不是全程按照breakout區域走線會比較好?源端匹配電阻是不是也增加了一次反射?
是的,其實這些用一句“傳輸線很短的時候反射掩蓋在上升沿中了”就可以解釋。但是到底是怎麼掩蓋在上升沿中的?
我(wo)們(men)發(fa)現(xian)在(zai)上(shang)方(fang)的(de)反(fan)彈(dan)圖(tu)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)延(yan)時(shi)遠(yuan)遠(yuan)大(da)於(yu)信(xin)號(hao)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian),在(zai)計(ji)算(suan)反(fan)射(she)時(shi)我(wo)們(men)用(yong)的(de)電(dian)壓(ya)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)信(xin)號(hao)高(gao)電(dian)平(ping)的(de)電(dian)壓(ya),並(bing)沒(mei)有(you)關(guan)注(zhu)上(shang)升(sheng)沿(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)其(qi)他(ta)電(dian)平(ping)的(de)狀(zhuang)態(tai),但(dan)實(shi)際(ji)上(shang)的(de)情(qing)況(kuang)並(bing)不(bu)是(shi)這(zhe)樣(yang),可(ke)是(shi)如(ru)果(guo)我(wo)們(men)如(ru)果(guo)把(ba)上(shang)升(sheng)沿(yan)的(de)狀(zhuang)態(tai)加(jia)入(ru)算(suan)式(shi)中(zhong),那(na)這(zhe)遊(you)戲(xi)可(ke)就(jiu)沒(mei)法(fa)玩(wan)了(le)。
所以,我們需要場的思維.
場的反射
來到了場的領域,我們要做的第一件事就是把我們的波形拆開,讓我們先來看看之前說過的測試點的問題。(關注技術自媒體微信公眾號:一博_看得懂的高速設計)
為了將問題簡化,我們假定一個這樣的條件:

1.在拓撲上,源端完全匹配,末端全反射,理想的100Ω差分傳輸線。
2.傳輸的為我們之前模擬的DDR3信號,由三次諧波構成。
3.測試點位置離接收端距離為500mil。
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好的,現在開始讓我們分析,首先,如同大家在之前文章中看到的,我們接收端信號與測試點信號的區別是這樣的:

讓我們看看1GHz諧波發生了什麼:

測試點測到的是兩個信號疊加的波形,一個是入射信號,一個反射波。反射波與入射波幅值相等(末端全反射);走過的路程比入射波多1000mil(一來一回),也就是六分之一波長;兩個信號的相位差也就是60°。
這樣,我們就看到了1GHz的諧波在接收端時藍色的波形,在測試點處為紅色的波形,幅值衰減,相位超前。
再看看3GHz的諧波:

同樣的1000mil,對於3GHz來說就是半波長,相位差180°,這樣我們就發現在測試點處3GHz的頻率分量基本上就衰減完了。
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再來看看5GHz的諧波:

相位差300°,於是看到測試點的波形衰減,相位滯後。
將在測試點的三個頻率分量的疊加再疊加起來之後:

不(bu)知(zhi)道(dao)大(da)家(jia)對(dui)於(yu)這(zhe)樣(yang)的(de)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)是(shi)感(gan)覺(jiao)如(ru)何(he),是(shi)覺(jiao)得(de)把(ba)東(dong)西(xi)變(bian)複(fu)雜(za)了(le)還(hai)是(shi)變(bian)簡(jian)單(dan)了(le)呢(ne)?怎(zen)麼(me)想(xiang)沒(mei)有(you)關(guan)係(xi),下(xia)一(yi)篇(pian)中(zhong)高(gao)速(su)先(xian)生(sheng)會(hui)將(jiang)這(zhe)樣(yang)的(de)方(fang)法(fa)再(zai)拓(tuo)展(zhan),相(xiang)信(xin)你(ni)會(hui)愛(ai)上(shang)這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)的(de)。
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