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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!: {  I& p/ `& N/ r
9 n9 l0 {% \* j4 V5 f7 j
我的理解
! t( F8 R4 x% d: m4 C  W. W( {        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。
) S4 g4 r8 S% ?& T  R: D        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。
! P: n$ ?& y. M1 _" c4 M" Q! X4 S  U3 Y
$ M$ S; \; d& r我同学的理解:. ]$ D% H/ a6 K" Z$ q  A. @
        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。
# b: g, g( M# ~1 ]# A: ~; I        终端匹配----他没有发表意见。" w3 a8 {* X1 V
公司仿真组同事意见:
% d& @# [3 u3 h5 S$ j  d/ b* w        源端匹配----他同意我的观点
0 `1 N/ i. ?! `- e9 q* l# I        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。
+ E4 |' d; g/ Y% Y. W* G% \$ ~$ @* y8 |# B! V1 `. |. n3 m- {
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 . d2 D: L- u$ g" A+ N

6 z) i3 G0 ^0 s* O) I. Q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:
* L* M0 V, S, y  n! 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;8 L  P, g& G& M! e% w8 ~
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;   
4 _$ x: t) M- M* y- N8 `* D3,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;
( q% s( W' ~  K3 `2 }8 ?  R/ j4,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
% }. m9 N8 C2 I+ J: L, }2 w  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;
6 l! M. z) u3 W4 _" c' h  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
- I/ ~& ^# q* S7 W+ u7 t. f0 V* r7 u( G( H
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。8 @$ W7 _+ @* C0 G, L$ L, E
2 t! \4 S1 A' ^  r8 U
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
1 v9 [) j: I" w/ C. S- y7 U5 Q) f. z打开自带实例中的Ser_ibs.tln
9 M3 e& h: \) O8 O! D8 d) W% K% e, S: ^2 Y
图中的CGS74CT2524为output,74HCXX为input,它们都有各自的ibis模型。8 F  m: O+ u  U
" R6 Y. E( ^; |$ L- _
源端的端接电阻RS为0欧姆,传输线为50欧姆。
' G' Z2 W) {  ^$ c! Y1 o# x: Z/ ^
6 z3 n7 r9 s0 k. q2 [3 F
! L  P0 d* d& [# G/ t; k3 E2 r/ x; r  {, X' X
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。
8 q* n: O+ H; C! j3 {9 [  ~" C' A- u+ s6 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:7 \/ S; O7 d  h+ m) U: i$ M

" P4 W9 B; a. L0 m+ V% C6 D0 T# ]) U: g
( q- `; l8 S- s  ^  f
修改源端端接电阻改善波形的方法
# a+ m* p9 h" j% d& t+ D8 J9 _% L
HyperLynx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
9 t9 {% {; H) ~8 [! s# X 8 [: x' W9 m1 ^
) P0 _. M3 D, q# `5 m" j: J( t: }
6 {. O. C, J  b
设置完成之后RS的阻值已经改变了+ `- i+ a2 K3 C, \1 Q! o
$ G# n6 K. T+ a1 ?' y  ]# J
* G9 D6 c( v  g  n8 N) v1 K+ V" p
; e$ I9 e6 L9 C& I
再次运行仿真,结果如下,终端的振铃显著减小。9 V9 F4 {, R7 N. @

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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. \2 c7 W; S. b
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!

- U8 {; p% Z& _" f6 Z/ O: d" P7 S5 q好吧 你赢了    的确是这样 不过这个地方不需要咬文嚼字吧  
2 n8 j, C: l( ~6 D. J3 ?" z& G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。9 E" a" j' {7 F1 ?8 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 10:150 A$ o; P; w; S# B% l) \
源端匹配,你的同学理解是对的,是用来消除二次反射的。) x4 C8 b: a$ {5 m2 t7 \( l6 Q! U3 G
终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的 ...
0 F) E, }- c1 v! ]+ B1 V3 x
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) E& `" S, i, }; M
那请问,我理解的对吗?请给详细说说呗!谢谢
$ ~, x+ C/ c0 }& n4 j- @/ H
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。1 \" S1 y& X& Q* X2 A

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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:
+ G3 P/ L, L" a  h1 Y& ~1 F; @. W9 I1.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。
# G: b9 e$ h( E2.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+ n* R3 P, Z' e. R9 g, V
源端匹配,你的同学理解是对的,是用来消除二次反射的。
6 p& @5 v. M/ {2 w$ k终端匹配,理论上可以消除反射,但实际是做不到的 ...

! U  h& j) D0 B3 L9 E6 o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
- ^+ u' l6 Z# G' Y% `- k6 I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:- r1 C5 h2 T" s  U  p4 G5 W/ V* \
1,不管串联和并联都是一种手段,目的是为了让 ...

. W; y( }) ]5 t  _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
- w' G( V5 Q$ u( l, o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 ...

5 `, ^4 h0 G0 z1 d" j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: y( j! |0 f: R% h
好吧 你赢了    的确是这样 不过这个地方不需要咬文嚼字吧   , e4 W; j/ m+ V. V) q, B
好比说如果有什么方法可以把波形变成 ...

5 C# x) y8 o6 p/ T" {8 U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
0 }: O9 S4 y% f& R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:" f4 ^: @. g) G3 e7 X
1,不管串联和并联都是一种手段,目的是为了让 ...

" ~5 k4 x! y5 p% ]' [4 |1 A思路很清晰啊 0 L; h" p( `' `# Z$ B* Y- p
9 C, `% H. m2 c
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. y( ]* n7 ]9 p% o& T# j% F
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!

& F. j0 S1 Q; ]1 Q; g4 d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 08:323 y* g# M& }  m8 d; S& P! t0 C/ t
思路很清晰啊
5 r8 l1 Z& w! s5 y, ]) m6 h8 i( W6 o. p+ ?) O
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 ...
% R. Y! C% d% S8 w' B1 a
是的  搞忘了  终端匹配要降低电平的
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