信號(hào)反射問題與相關(guān)電路設(shè)計(jì)技巧

信號(hào)反射現(xiàn)象

信號(hào)傳輸過程中感受到阻抗的變化，就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。這個(gè)信號(hào)可能是驅(qū)動(dòng)端發(fā)出的信號(hào)，也可能是遠(yuǎn)端反射回來的反射信號(hào)。根據(jù)反射系數(shù)的公式，當(dāng)信號(hào)感受到阻抗變小，就會(huì)發(fā)生負(fù)反射，反射的負(fù)電壓會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生下沖。信號(hào)在驅(qū)動(dòng)端和遠(yuǎn)端負(fù)載之間多次反射，其結(jié)果就是信號(hào)振鈴。大多數(shù)芯片的輸出阻抗都很低，如果輸出阻抗小于PCB走線的特性阻抗，那么在沒有源端端接的情況下，必然產(chǎn)生信號(hào)振鈴。

什么是過沖(overshoot)：過沖就是第一個(gè)峰值或谷值超過設(shè)定電壓——對(duì)于上升沿是指最高電壓而對(duì)于下降沿是指最低電壓。

什么是下沖(undershoot)：下沖是指下一個(gè)谷值或峰值。過分的過沖能夠引起保護(hù)二極管工作，導(dǎo)致過早地失效。過分的下沖能夠引起假的時(shí)鐘或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤(誤作)。

過沖非常相關(guān)的是振鈴，它緊隨過沖發(fā)生，信號(hào)會(huì)跌落到低于穩(wěn)態(tài)值，然后可能會(huì)反彈到高于穩(wěn)態(tài)，這個(gè)過程可能持續(xù)一段時(shí)間，直到穩(wěn)定接近于穩(wěn)態(tài)。振鈴持續(xù)的時(shí)間也叫做安定時(shí)間。振蕩(ringing)和環(huán)繞振蕩(rounding)的現(xiàn)象是反復(fù)出現(xiàn)過沖和下沖。

抑制信號(hào)反射等電路設(shè)計(jì)技巧

如果時(shí)鐘信號(hào)鏈路比較長(zhǎng)，為了解決信號(hào)反射問題，會(huì)在時(shí)鐘輸出信號(hào)上串接一個(gè)比如22或者33歐姆的小電阻。

而且隨著電阻的加大，振鈴會(huì)消失，然而信號(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沖。

這個(gè)解決方法叫阻抗匹配，阻抗在信號(hào)完整性問題中占據(jù)著極其重要的地位。

審核編輯：湯梓紅