Dati PCB - Terminazione della scheda PCB ad alta velocità

In un'alta velocità Scheda PCB sistema, il disallineamento di impedenza sulla linea di trasmissione causerà la riflessione del segnale, e distorsione del segnale come overshoot, si verificherà il sottoshoot e il suono. Quando il ritardo TD della linea di trasmissione è superiore al 20% del tempo di aumento del segnale RT, L'impatto non può essere ignorato, altrimenti ci saranno problemi di integrità del segnale. Il metodo di riduzione della riflessione è: secondo l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione, collegare la resistenza in serie all'estremità di azionamento per abbinare l'impedenza della sorgente con l'impedenza della linea di trasmissione, o collegare la resistenza in parallelo all'estremità ricevente per abbinare l'impedenza del carico con l'impedenza della linea di trasmissione, in modo che il coefficiente di riflessione della sorgente o il coefficiente di riflessione del carico sia zero. I metodi di terminazione comunemente usati sono: terminazione di serie, terminazione parallela semplice, Termine di cessazione, Terminazione di rete RC e terminazione di diodi, ecc. Questi metodi di terminazione saranno analizzati separatamente di seguito.

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Terminazione delle serie

Terminazione di serie significa che una resistenza RS è collegata in serie il più vicino possibile all'estremità della sorgente per corrispondere all'impedenza della sorgente del segnale, in modo che il coefficiente di riflessione dell'estremità della sorgente sia zero, sopprimendo così il segnale riflesso dal carico da riflettere dall'estremità della sorgente all'estremità del carico. PS più l'impedenza di uscita ZS della sorgente motrice deve essere uguale all'impedenza della linea di trasmissione Zo, che è, RS=ZO-Z. Il valore della resistenza di serie è solitamente selezionato nell'intervallo da 15 a 75Ω, e più spesso viene selezionato come 33Ω. Il vantaggio della terminazione di serie è che solo una resistenza di terminazione è richiesta per ogni linea, e non c'è bisogno di collegare l'alimentazione DC, in modo da non consumare troppa energia; durante la guida di carichi capacitivi elevati, può fornire limiti di corrente, che può aiutare a ridurre il rumore di rimbalzo del suolo. Lo svantaggio è: a causa dell'effetto divisore di tensione della resistenza di serie, in the middle of the trace path, la tensione è solo la metà della tensione di sorgente, in modo da non poter guidare il carico distribuito; a causa della resistenza di serie sul percorso del segnale, la costante di tempo RC è aumentata, rallentando così il carico. Pertanto, it is not suitable for high-frequency signal paths (such as high-speed clocks, ecc.). È importante notare che questa resistenza di serie deve essere il più vicino possibile all'uscita del driver sorgente, e che i vias non devono essere utilizzati sul PCB perché i vias hanno capacità e induttanza.

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Terminazione parallela

La terminazione parallela è anche chiamata terminazione parallela DC. In questo modo, una resistenza di terminazione Pp (Ap=Zo) è collegata all'estremità di ingresso del ricevitore (cioè, l'estremità della rete di cablaggio) per tirare giù a terra o tirare fino all'alimentazione DC per ottenere la corrispondenza. I riflessi vengono eliminati al carico. Il vantaggio di questo metodo di terminazione è che il design è semplice e facile da implementare, ma lo svantaggio è che consuma corrente continua e non può essere utilizzato in dispositivi portatili che richiedono basso consumo energetico. Inoltre, Questo pull-up alla potenza può aumentare la capacità di azionamento del conducente, ma aumenterà il livello basso del segnale; mentre il pull-down a terra può migliorare la capacità corrente del lavandino, ma tirerà giù l'alto livello del segnale.

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Termine di cessazione

La terminazione tevenina è una terminazione del divisore di tensione, che utilizza una resistenza di pull-up Rpl e una resistenza di pull-down Rp; costituisce una resistenza di terminazione e assorbe i riflessi attraverso Rp1 e Rp2. L'impedenza equivalente della terminazione di Thevenin deve essere uguale all'impedenza caratteristica Zo della linea di trasmissione per ottenere corrispondenza. La selezione dei valori di resistenza delle resistenze di terminazione Rpl e Rp2 dovrebbe concentrarsi sull'evitare di impostare un livello di riferimento inappropriato di tensione di carico, che viene utilizzato per i punti di transizione logici alti e bassi. Il Rp1/Il rapporto Rp2 determina le proporzioni relative delle correnti di azionamento logiche alte e basse. Quando Rp1=Rp2, the drive requirements per logica alta e bassa sono le stesse; Quando RplRp2, logic high richiede più corrente che logic low. I vantaggi della terminazione Thevenin sono: può essere utilizzata con carichi distribuiti su tutta la rete; può assorbire completamente le onde trasmesse ed eliminare i riflessi; quando non c'è segnale che guida la linea, impostare la tensione di linea; particolarmente adatto per l'uso in autobus. Il suo svantaggio è che c'è sempre una corrente DC dall'alimentatore Vcc a terra, con conseguente dissipazione di potenza DC nella resistenza corrispondente, Riduzione del margine di rumore a meno che il conducente non possa fornire una grande corrente. Il metodo di terminazione Thevenin è molto adatto per progetti di backplane ad alta velocità, linee di trasmissione lunghe, e applicazioni con grandi carichi. Mantenendo il livello di tensione del carico vicino al punto di commutazione del carico attraverso due resistenze parallele, il conducente può guidare il bus con meno potenza.

(4) Terminazione della rete RC

Terminazione della rete RC, noto anche come terminazione del carico CA, utilizza una rete RC di serie come impedenza di terminazione per eliminare i riflessi alla fine della rete. La resistenza di terminazione Rp dovrebbe essere uguale all'impedenza della linea di trasmissione Zo, e la selezione del condensatore Cp dovrebbe garantire che la costante di tempo della rete RC sia superiore al doppio del ritardo di propagazione, che è, "RpCp>2TD", di solito 0.1μF condensatori ceramici multistrato sono utilizzati. Per progetti specifici, i valori di capacità sono determinati mediante simulazione. Il vantaggio della terminazione CA è che il condensatore blocca il percorso DC senza ulteriore dissipazione di potenza DC, permettendo all'energia ad alta frequenza di passare attraverso e agendo come filtro passa-basso. Il rovescio della medaglia è che la costante di tempo della rete RC rallenta il segnale. Inoltre, resistenze e condensatori aggiuntivi occupano spazio sulla scheda e aggiungono costi.

(5) Terminazione del diodo

Nel metodo di terminazione del diodo, un diodo è collegato in serie tra l'estremità della linea di trasmissione e l'alimentatore Vcc, e l'altro diodo è collegato in serie tra l'estremità della linea di trasmissione e il terreno. I diodi Schottky sono solitamente utilizzati a causa della loro bassa tensione di accensione. A differenza di altre terminazioni, La terminazione del diodo non è un tentativo di abbinare l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione per eliminare i riflessi. Quando la tensione del ricevitore supera, Il diodo inizia a lavorare per stabilizzare la tensione. Anche se impedisce l'overshoot, presenta due svantaggi: esistono ancora riflessioni nel sistema; le riflessioni sui segnali ad alta velocità sono più lente. Per ottenere i vantaggi di questa tecnica, può essere utilizzato in combinazione con i metodi precedenti su Scheda PCB.