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并联端接

09/29 11:50
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前文说过源端串联端接,接下来说说终端并联端接。

终端并联端接分为三种方式:下拉、上拉和戴维南。

常见的信号链路,如果源端做了串联端接,终端是开路状态,入射电压进入传输线开始分压,由于终端全反射,信号满摆幅回到源端。

如果源端不做端接,终端开路,搭建相关仿真电路,得出仿真波形:

不做端接,由于各种正负反射,信号质量很差。

下拉

先看一下终端并联下拉形式的端接,搭建相关电路图如下:

终端开路理解为电阻无穷大,并联端接50 Ohm,两者并联为50 Ohm。信号到此阻抗匹配,不会发生反射。仿真得出波形如下:

上拉

终端并联上拉形式的端接,搭建相关电路图如下:

仿真得出的波形:

比较下拉和上拉两种形式的并联端接,下拉的最大幅值达不到1.2V,上拉的最小幅值到不了0V,这是因为源端内阻10 Ohm 的分压作用。下拉的时候,电压最大值为1V,上拉的时候,电压最小值为0.2V。

戴维南端接

戴维南并联端接相当于将下拉和上拉端接进行了整合,由于电阻并联,所以这里取值为100 Ohm,做50 Ohm的阻抗匹配,相关电路仿真和波形如下:

戴维南端接的结果有个特征,就是电压最大值小于上拉端接的最大值,电压最小值大于下拉端接的最小值。改变上拉和下拉的阻值,电压的幅值也会发生改变。

不管串联端接还是并联端接,由于上面的仿真都是基于理想情况进行的,但实际的产品设计就会有一个问题,就是在进行端接的时候,会存在一段走线,残桩线对信号的影响是否需要关注?

有些资料的经验给出的是:

按此推荐的经验值搭建相关的电路:

仿真得出的波形如下:

仿真结果说明,残桩引起的反射对信号的影响很大。即使调整残桩长度为40% Tr的时延,信号的反射引起的振铃,电压摆幅已经在0.2~0.8V 之内,一般情况,这个区域会引起信号的误判,说明还是需要对残桩进行管控。

在实际的产品设计种,除了残桩需要考虑,在终端还会遇到分支结构的情况,相关电路情况如下:

仿真结果说明,分支引起的反射对信号影响很大。

如果在分支处做50 Ohm 端接来抑制终端反射,仿真结果如下:

在各个分支做50 Ohm端接来进行阻抗匹配,信号的质量是会变好,但仿真得出电压的幅度太低,源端1.2V的入射电压,终端得到的电压为0.4V,电压幅值太低。

如果其中一个分支端接50 Ohm,其他分支还是末端全反射,仿真结果如下:

仿真结果说明,信号还是会因为正负反射引起振铃现象。

总结

综合总结一下,残桩和分支结构都会引起信号反射问题,影响信号质量。至于残桩和分支多长需要管控,和信号的上升边有关,Len=RT经验公式可以参考,但准确性还是需要根据产品的实际情况来判断,还是建议做相关的仿真或验证,确保产品的性能和稳定性。

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