乱世煮酒论天下 发表于 2024-7-18 23:47

传输线与阻抗匹配

<p>1、无限长的导线不存在反射,或者说绝对均匀的导线也不存在反射,把绝对均匀的导线称为传输线。</p>

<p>2、如何计算传输线的输入阻抗,如果从传输线的前端看进去,存在一个阻抗Z0,再把这个传输线分为两部分,从第二部分看进去阻抗也是Z0,用Z0的阻抗代替第二部分,可得阻抗是<img alt="\sqrt{L/C}" src="https://bbs.eeworld.com.cn/gif.latex?%5Csqrt%7BL/C%7D" />。</p>

<p>3、抑制电路板走线的反射的两种办法,让走线看起来更像传输线;在终端所连接的阻抗是其本身的特征阻抗Z0。</p>

<p>4、关键长度,如果接收端离发射端足够近的话,反射问题并不是很严重;或者信号上升下降时间足够慢的话,反射问题依旧也不是很严重。判断条件如下:如果信号在走线上传播和返回的时间比信号的上升时间短,那么可认为信号是短走线:如果信号在走线上传播和返回的时间比信号的上升时间长,那么可认为信号是长走线,长走线必须考虑终端阻抗匹配。</p>

<p>5、反射系数,走线上的阻抗不均匀和终端阻抗不匹配会导致反射,传输线的特征阻抗由其几何形状、材料介电系数决定,电压反射系数定义为:<img alt="\rho =\left ( RL-ZO \right )/\left ( RL+ ZO\right )" src="https://bbs.eeworld.com.cn/gif.latex?%5Crho%20%3D%5Cleft%20%28%20RL-ZO%20%5Cright%20%29/%5Cleft%20%28%20RL&amp;plus;%20ZO%5Cright%20%29" />。其中RL是终端电阻或者匹配电阻。如果RL=RO,反射系数为0,此时不存在反射;如果走线开路,反射系数为1,此时反射是100%,而且反射信号和初始信号叠加;如果走线短路,反射系数为-1,此时反射是100%,反射信号和初始信号方向相反叠加为0.</p>

<p>6、终端匹配技术,五种终端匹配方案,并联,终端阻抗并联,优点是结构简单,缺点是提供了一个连续到地的直流路径对于多根导线的阻抗匹配功率消耗很大;戴维宁匹配,一对电阻一个到VCC,一个到地gnd,除终端匹配之外还有上下拉的作用,仍然存在直流通路,而且只适用于双态器件,不适用于三态器件;交流终端匹配,阻容串联消除了直流通路,缺点是有可能在电容上进行充放电造成信号变形;串联,在高速电路很常见,但是串联终端匹配是放置在走线的起始端,走线的末尾是开路的,在末端会出现100%的正反射;二极管终端匹配,不是为了减小反射,而是为了限制反射,走线两端都有可能存在反射,并且反射信号在走线中来回流动,二极管匹配仅仅是把反射信号的幅度限制在VCC和地电平之间。</p>
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