作者:于爭博士 信號沿傳輸線向前傳播時,每時每刻都會感受到一個瞬態阻抗,這個阻抗可能是傳輸線本身的,也可能是中途或末端其他元件的。對于信號來說,它不會區分到底是什么,信號所感受到的只有阻抗。如果信號感受到的阻抗是恒定的,那么他就會正常向前傳播,只要感受到的阻抗發生變化,不論是什么引起的(可能是中途遇到的電阻,電容,電感,過孔,PCB轉角,接插件),信號都會發生反射。 那么有多少被反射回傳輸線的起點?衡量信號反射量的重要指標是反射系數,表示反射電壓和原傳輸信號電壓的比值。反射系數定義為: ![]() ![]() ![]() ![]() 壓是3.3V電壓,反射電壓就是1.1V。 純電阻性負載的反射是研究反射現象的基礎,阻性負載的變化無非是以下四種情況:阻抗增加有限值、減小有限值、開路(阻抗變為無窮大)、短路(阻抗突然變為0)。 阻抗增加有限值: 反射電壓上面的例子已經計算過了。這時,信號反射點處就會有兩個電壓成分,一部分是從源端傳來的3.3V電壓,另一部分是在反射電壓1.1V,那么反射點處的電壓為二者之和,即4.4V。 阻抗減小有限值: 仍按上面的例子,PCB線條的特性阻抗為50歐姆,如果遇到的電阻是30歐姆,則反射系數為 ![]() ![]() 開路: 開路相當于阻抗無窮大,反射系數按公式計算為1。即反射電壓3.3V。反射點處電壓為6.6V�?梢�,在這種極端情況下,反射點處電壓翻倍了。 短路: 短路時阻抗為0,電壓一定為0。按公式計算反射系數為-1,說明反射電壓為-3.3V,因此反射點電壓為0。 計算非常簡單,重要的是必須知道,由于反射現象的存在,信號傳播路徑中阻抗發生變化的點,其電壓不再是原來傳輸的電壓。這種反射電壓會改變信號的波形,從而可能會引起信號完整性問題。這種感性的認識對研究信號完整性及設計電路板非常重要,必須在頭腦中建立起這個概念。 |