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本帖最后由 ljdx 于 2010-7-9 10:59 编辑
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/ f d/ ]2 A I0 k在于博士网站上看的计算/ [/ N) w6 {% [/ M/ }
信号完整性：信号振铃是怎么产生的
$ G5 V' Z0 q& x5 O时间:2009-04-21 17:22来源:未知 作者:于博士 点击:5499次
* N: m* O; F1 R0 g0 _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。: V4 W. ?9 y3 P' p- `5 [
. O q% r% ], a w
# V# D) g4 X* u1 ?5 u那么信号振铃是怎么产生的呢？
! t8 ] g; ^; S. S' x8 \3 t 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。
# Z" w6 |3 t. [; }' w 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。) j1 Q( T+ Z7 ]; G7 k+ R
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。
' o5 R5 Q( P: a* y) J 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。
. E9 b& j$ A, s0 S/ m& u 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。
) Q2 X! @! a, U% c& h" k 第4次反射：。。。 。。。 。。。第5次反射：。。。 。。。 。。。 m* v4 E) ]* a0 {
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。- H% S% N6 O% l/ c6 d T
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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