信號(hào)完整性之反射(八)

16阻抗補(bǔ)償技術(shù)

針對(duì)傳輸線上寄生電容和寄生電感帶來(lái)的反射噪聲，在現(xiàn)實(shí)PCB設(shè)計(jì)中是無(wú)法避免的。例如2個(gè)PCB板通過(guò)B2B連接器結(jié)合時(shí)，B2B連接器的寄生電感。下圖是一對(duì)B2B連接器，可以將兩塊PCB連接起來(lái)。

使用補(bǔ)償設(shè)計(jì)可以抵消一部分反射噪聲。此種補(bǔ)償設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)就是盡量讓信號(hào)，在傳輸線上傳輸?shù)倪^(guò)程中，不要感受到很大的感性突變，即信號(hào)遇到的傳輸線阻抗始終是一致的。在之前的文章《信號(hào)完整性之傳輸線--四》的文章中提到，理想傳輸線的一階模型

Z0是傳輸線特征阻抗（單位Ω）；L0是單位長(zhǎng)度電感（單位nH/in）；C0是單位長(zhǎng)度電容（單位nF/in）；L是整段傳輸線總電感（單位nH）；C是整段傳輸線總電容(單位nF）。

在感性阻抗突變L1的附近添加補(bǔ)充電容C1，可以將感性突變補(bǔ)償成一段阻抗可控的傳輸線。

為了將反射信號(hào)噪聲降低到最小，需要找到一個(gè)合適的電容值。使感性阻抗突變這一段傳輸線的阻抗等于傳輸線目標(biāo)，即Z0=Z1。由此得知：

例如某連接器的寄生電感為10nH，傳輸線阻抗是50R，則總的補(bǔ)充電容為

C1=10/50*50=4pF。連接器左右兩邊各1個(gè)2pf的電容是比較推薦的補(bǔ)償方式。

上述的這種方法，根據(jù)信號(hào)上升時(shí)間不同，對(duì)反射噪聲的補(bǔ)充不同。有時(shí)可以降低75%的反射噪聲。除了連接器，此方法也可用在其他有感性突變的電路中，例如過(guò)孔、電阻等。

如下是仿真數(shù)據(jù)。首先是L1=0nH和L1=10nH的波形

看仿真結(jié)果，傳輸線上沒(méi)有寄生電感時(shí)，波形沒(méi)有反射（綠色波形）。當(dāng)有一個(gè)10nH的寄生電感存在時(shí)，波形明顯反射（黃色過(guò)沖）。

針對(duì)L1=10nH，在L1左右兩邊各放置1個(gè)2pf電容C2和C3(C2+C3=4pf），仿真電路如下

看仿真結(jié)果，信號(hào)過(guò)沖已經(jīng)比電容不存在時(shí)降低了大約0.2V。