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聊一聊源端匹配和终端匹配,请大神们指点!

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发表于 2014-7-18 22:35 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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今天和同学兼同事的一哥们骑车上班,路上无聊,就聊到了源端匹配和终端匹配的问题,由于我们均是刚入职不久的小屌丝,理解不够深刻,特发帖求证和求指导!希望各位大神们,不吝赐教,畅所欲言!
& D5 \4 f7 w' H1 E- z  D9 V( P9 V# M# l8 ~2 K" t
我的理解
: ^: e2 ?* Q1 g, O        源端匹配-----因为驱动源的内阻小于传输线的特征阻抗,所以要在源端串一个电阻,来使传输线认为驱动源的内阻和其内阻相等,这样整个系统(从驱动源到传输线,再到负载)的阻抗才是连续的,才不会产生反射。3 q* y; ]' d" k2 U' x( j/ g+ N
        终端匹配-----因为负载的内阻小于传输线的特征阻抗,所以需要在终端串一个电阻,来使传输线认为驱动源的内阻和其内阻相等,这样整个系统(从驱动源到传输线,再到负载)的阻抗才是连续的,才不会产生反射。2 t$ n" _2 f  w% X, `0 k

4 o, Q0 G2 O6 ?! S% X& |! Y我同学的理解:: a' J8 X$ T1 L% ^! C6 o% Q7 q
        源端匹配----是为了防止反射回来的信号,干扰驱动源再次发送的信号,才需要进行源端匹配。; I2 s1 g2 s5 R7 a; x9 g
        终端匹配----他没有发表意见。
$ j, r2 X7 e; y公司仿真组同事意见:1 Z5 X( J6 {3 ^2 R6 c2 y" Z
        源端匹配----他同意我的观点# I, y7 d+ y6 `
        终端匹配----他不同意我的观点,他认为终端匹配必须是并联电阻到地,因为,他认为负载阻抗始终大于传输线阻抗。
  D" q" `9 {' J+ L
, C8 q0 P! Z4 k; S! }0 \1 `请各位大神们给分析分析,谢谢!最好写出自己的理解,不要给个网址,或来一句“百度,谷歌”什么的!!!
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发表于 2014-7-27 18:06 | 只看该作者
本帖最后由 kevin890505 于 2014-7-27 18:08 编辑 % }. o8 {! Y" v/ I  i+ H4 V

5 y! l- r& o% j) u$ ?( H其实具体的情况比较复杂,但是实际上理解的话要抓住几点:
- z/ ?8 W; v  k3 v1 s1,不管串联和并联都是一种手段,目的是为了让信号更好的从源端到终端;6 t; t  a! T! W4 n! M, y: J
2,一般来说,源端的输出阻抗一般都不大,而且随着高低电平不同阻抗也不一致;而终端接收端的阻抗一般很大,所以两者不是由三者的阻抗关系决定的;   
: V" N; S; D8 Z0 R' U1 R3,假如没有电阻,信号从源端出来后,幅值会降低;而在到达终端时候由于近似开路,信号又会接近全反射;
) r7 X1 \. y3 o/ G4,假如源端30欧,传输线60欧,终端1M欧。那么如何看待在源端串一个30的电阻和在终端并一个60欧的电阻又和区别?  假设信号是3V-0V/ v- G9 g! ^& k- q% \7 i3 n5 }* p* e
  前者信号在传递过程中,从信号源出来,由于分压效果,会以1.5V继续传播,到终端全反射,1.5+1.5=3V,信号回复,但是反射波形会传回源端,这时候串联的电阻会把这个波形吸收;$ M1 J$ I' ^/ C3 {
  而后者的信号则是以3V传递到终端,然后全反射,但是终端并联了个和传输线阻抗一样的电阻,这是终端的电阻就把这个波形吸收
7 `+ E+ x2 s1 P/ I4 Z+ }, _  v% ^" U* X# L
但是串联对于普通信号容易实现,简单,PCB走线也简单,并联不仅布局麻烦,而且会有持续的直流功耗,所以一般不用,DDR上可以看到。; E& y8 D0 {6 Y. i$ d8 ^
3 U9 ^5 \: _) I) Y# H- _8 Y$ k
另外“终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的”  应该欠妥吧,不然DDR的设计不就SB了么?我实际在NANDFLASH和DDR的总线上测试过终端匹配,效果很明显,所以搞不懂这哥们是从哪里看到的这个理论

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 楼主| 发表于 2014-7-20 09:17 | 只看该作者
在网上,搜到一篇仿真的文章,该文章描述了,源端串阻对终端信号的影响。请各位看看,谢谢/ c, V9 E. o; \$ s; Y0 ^
打开自带实例中的Ser_ibs.tln1 T7 {! N6 K0 n( E3 b" v5 W
7 y8 I: Z+ n, c$ o. O# l* A( w
图中的CGS74CT2524为output,74HCXX为input,它们都有各自的ibis模型。  o" i: i5 A5 G, f! H; d
1 W1 b6 i1 V' B/ I* V0 [
源端的端接电阻RS为0欧姆,传输线为50欧姆。% q: ~3 X& q& }  ?

7 m5 ]( q4 v+ ^* N5 g( q( H" q ; A5 F# F* n9 [  [# t' O
& M+ A; w- @: `# j, b* ]6 V
先运行仿真一次,IC model的速度选为Typical,它表示上升下降沿的速率。Fast-Strong最快,Slow-Weak最慢。9 m5 g6 {4 M' u5 z1 [. X$ C

' T; Z: U) S9 X# i; a+ r* e9 k; Z运行之后的结果如下,图中红色的波形为输入端74HCXX的下降沿,振铃比较的大:# s, g2 |) x6 q( W+ y

6 L% O: u' x. W# P; h1 s
) o. T5 V0 a$ Z! T% K$ E, x
% C2 B2 t. g% |6 t$ Z# d修改源端端接电阻改善波形的方法
0 k8 C- a9 f* K$ b, s/ g
! p, c' g6 T+ a7 R' dHyperLynx带有智能端接分析的功能,菜单Wizards->Run Terminator Wizard运行之后,给出了推荐的电阻值28.1欧姆$ J+ y: b2 U  ?# v$ N! ]$ `
5 ]7 a8 A) Q2 c: l- V9 q- m' ]3 j
1 r- y( g7 m1 y2 p# V9 o

7 ]2 ^* G: i5 \0 n: L设置完成之后RS的阻值已经改变了
4 o+ h& C5 n3 f# K9 R6 W3 y/ S6 I' _! u  z5 v: p) ?
# p# z7 {0 }, `  G9 [
5 H; h9 V7 ]/ ?( U  m6 c1 @1 k
再次运行仿真,结果如下,终端的振铃显著减小。
& S- N  G& a, ?% g, B% B

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发表于 2014-7-27 20:59 | 只看该作者
00750 发表于 2014-7-27 20:50# n( O- b9 n& f$ l
消除是指完全没有,全部除去的意思,没有哪种匹配能够100%将反射消除,只能将反射控制在可接受的范围内!

* K1 l) V( n/ @# B8 B6 v- G好吧 你赢了    的确是这样 不过这个地方不需要咬文嚼字吧  
8 g' o9 Y# N# [0 X8 e6 W# i好比说如果有什么方法可以把波形变成完美的方波    信号完整性的工程师就失业了

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发表于 2014-7-19 10:15 | 只看该作者
源端匹配,你的同学理解是对的,是用来消除二次反射的。* P2 T) I/ n( E( n# {0 X
终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的。

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 楼主| 发表于 2014-7-19 14:24 | 只看该作者
00750 发表于 2014-7-19 10:159 G3 \% P: S3 r  D
源端匹配,你的同学理解是对的,是用来消除二次反射的。
. h3 i" a( L, V" M5 f% V; A2 h6 H终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的 ...
* ~4 A$ i% h6 [4 x9 n
那请问,我理解的对吗?请给详细说说呗!谢谢

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发表于 2014-7-19 21:01 | 只看该作者
荒村战士 发表于 2014-7-19 14:24, a% A9 f, k# T& @: |( Y
那请问,我理解的对吗?请给详细说说呗!谢谢
) w6 G% _+ C% U' w/ m
我不敢说你的理解不对,只能说不全面。以并联终端匹配为例来说,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,以达到消除负载端反射的目的。  t3 _! B5 c2 E

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发表于 2014-7-20 10:51 | 只看该作者
针对你的理解说下吧:
& o& U- z! d$ L5 V  T8 w! K" {& B. K1.源端匹配。你是说为了防止反射;当更具体来说,是防止二次反射。所以你的理解和你同事的理解并不矛盾的。. O  h1 B& G2 e1 P* W
2.终端匹配。仿真组的同事说得有点绝对了。众所周知,做阻抗匹配就是为了是阻抗连续,所以终端究竟是串联还是并联,还是需要根据负载大小来定的,只要保证阻抗连续就可以了。

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发表于 2014-7-27 14:45 | 只看该作者
00750 发表于 2014-7-19 10:15: F+ U: m6 \" b) m  P8 ]
源端匹配,你的同学理解是对的,是用来消除二次反射的。
: Q8 ^9 O. w2 ^3 m终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的 ...

5 E0 [1 N" F/ F: P- L请问:“终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的”,这个里面终端匹配为什么实际做不到消除反射?

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发表于 2014-7-27 20:50 | 只看该作者
kevin890505 发表于 2014-7-27 18:06
+ N1 o$ W, O: K5 C4 q# ~, h; s其实具体的情况比较复杂,但是实际上理解的话要抓住几点:3 n5 E6 H6 o* D; {
1,不管串联和并联都是一种手段,目的是为了让 ...

& Y) l1 Q' t3 L. r( D$ ~; w3 V1 v. z! {消除是指完全没有,全部除去的意思,没有哪种匹配能够100%将反射消除,只能将反射控制在可接受的范围内!

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发表于 2014-7-27 20:51 | 只看该作者
yuxuan51 发表于 2014-7-27 14:45
2 I% Q$ j, A  ?+ [6 A请问:“终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的”,这个里面终端匹配为什么实际做不到消除反射 ...
6 Z6 A5 E2 A2 U; A4 e1 s
消除是指完全没有,全部除去的意思,没有哪种匹配能够100%将反射消除,只能将反射控制在可接受的范围内!

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发表于 2014-7-27 21:57 | 只看该作者
kevin890505 发表于 2014-7-27 20:59
  M  o' [+ L9 n. C) S# A2 t: e) y# [好吧 你赢了    的确是这样 不过这个地方不需要咬文嚼字吧   0 X8 N- L5 G. [: C. R
好比说如果有什么方法可以把波形变成 ...

& a& N  b& h" I7 x7 r( p& E- m5 }7 w呵呵,没有谁输谁赢。可能是我表达的不清楚。

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发表于 2014-7-28 08:32 | 只看该作者
kevin890505 发表于 2014-7-27 18:06
+ n3 ~9 r, T3 O4 a6 u# X: _其实具体的情况比较复杂,但是实际上理解的话要抓住几点:+ X: D8 B" R8 p  q& O# l* P  ?
1,不管串联和并联都是一种手段,目的是为了让 ...

' j4 B- N- X( c3 U思路很清晰啊
5 Y/ {# _, v& `1 z! m) ~
( x2 Q- E1 _# z另外我再加一句,例子中并联匹配的情况,从源端到传输线端的电压已经不是3V传输了,而变成2V了,所以即便到终端匹配后直流电平也达不到3V了。

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发表于 2014-7-28 08:33 | 只看该作者
00750 发表于 2014-7-27 20:50
$ c* D+ T& W3 C+ M/ K: Y消除是指完全没有,全部除去的意思,没有哪种匹配能够100%将反射消除,只能将反射控制在可接受的范围内!

0 [+ c. q+ n7 X* B5 ^7 M好的,多谢!

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发表于 2014-7-28 13:08 | 只看该作者
yuxuan51 发表于 2014-7-28 08:32, [1 }$ u+ ?% o! O  b
思路很清晰啊
: d2 g' T1 i  W# o% @! o. }& S/ j  \" K# v
另外我再加一句,例子中并联匹配的情况,从源端到传输线端的电压已经不是3V传输了 ...
8 ~# A0 l" R$ W, M3 C
是的  搞忘了  终端匹配要降低电平的
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