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本帖最后由 ljdx 于 2010-7-9 10:59 编辑 ; l) t+ l0 K, _" c# H3 p F# P
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在于博士网站上看的计算
; u L6 P8 f, q7 g* r9 z/ p$ m! C信号完整性：信号振铃是怎么产生的# u$ x, A7 G7 l# d; |" ^7 M
时间:2009-04-21 17:22来源:未知 作者:于博士 点击:5499次
8 `9 [$ p j/ {( W9 b信号的反射可能会引起振铃现象，一个典型的信号振铃如图1所示。. K# j$ ~, a# W1 T# b8 M" t& R
) b! G7 o, ]& m4 f8 O' p8 y$ Z; m/ \
5 z+ N$ c1 _- V" b; e) D% B那么信号振铃是怎么产生的呢？
q7 F3 N- k! O! Q 前面讲过，如果信号传输过程中感受到阻抗的变化，就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号，也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式，当信号感受到阻抗变小，就会发生负反射，反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射，其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低，如果输出阻抗小于PCB走线的特性阻抗，那么在没有源端端接的情况下，必然产生信号振铃。
) b$ c; l; c8 J: _" a 信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，PCB走线的特性阻抗为50欧姆（可以通过改变PCB走线宽度，PCB走线和内层参考平面间介质厚度来调整），为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3V电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么？为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。图2为反射示意图。
' u/ v5 n0 W' U8 l 第1次反射：信号从芯片内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆PCB特性阻抗的分压，实际加到PCB走线上的信号为A点电压3.3*50/(10+50)=2.75V。传输到远端B点，由于B点开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是2.75V。此时B点测量电压是2.75+2.75=5.5V。
- ^3 m8 E7 s6 Q 第2次反射：2.75V反射电压回到A点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射，A点反射电压为-1.83V，该电压到达B点，再次发生反射，反射电压-1.83V。此时B点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84V。
; v$ |/ P) B' b/ t% h 第3次反射：从B点反射回的-1.83V电压到达A点，再次发生负反射，反射电压为1.22V。该电压到达B点再次发生正反射，反射电压1.22V。此时B点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28V。
+ V6 R8 v" }( p: L) O3 e7 b9 Q* h 第4次反射：。。。 。。。 。。。第5次反射：。。。 。。。 。。。3 S \. H$ h# N, @. ]% |
如此循环，反射电压在A点和B点之间来回反弹，而引起B点电压不稳定。观察B点电压：5.5V->1.84V->4.28V->……，可见B点电压会有上下波动，这就是信号振铃。 i1 s' p) w7 w! B5 a2 s
信号振铃根本原因是负反射引起的，其罪魁祸首仍然是阻抗变化，又是阻抗！在研究信号完整性问题时，一定时时注意阻抗问题。负载端信号振铃会严重干扰信号的接受，产生逻辑错误，必须减小或消除，因此对于长的传输线必须进行阻抗匹配端接。 |
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发表于 2010-7-2 17:00
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