PCB部落格 - 高速PCB板的端接

以高速 PCB電路板 系統, 傳輸線上的阻抗失配將導致訊號反射, 以及訊號失真，如過沖, 將發生未及點和響鈴. 當傳輸線的延遲TD大於訊號上升時間RT的20%時, 反映出的影響不容忽視, 否則會出現信號完整性問題. 减少反射的方法是：根據傳輸線的特性阻抗, 在驅動端串聯電阻，使源阻抗與傳輸線阻抗匹配, 或在接收端並聯電阻，使負載阻抗與傳輸線阻抗匹配, 囙此，源反射係數或負載反射係數為零. 常用的終止方法有：串聯終止, 簡單並聯終端, 大衛南終止, RC網路終端和二極體終端, 等. 這些終止方法將在下麵單獨分析.

(1) Series termination
Series termination means that a resistor RS is connected in series as close as possible to the source end to match the impedance of the signal source, 囙此，源端的反射係數為零, 從而抑制從負載反射的訊號從源端反射回負載端. PS加上驅動源的輸出阻抗ZS應等於傳輸線阻抗Zo, 那就是, RS=ZO Zs. 串聯電阻的值通常選擇在15到75Î）的範圍內, 更常見的是，它被選為33Î）. 串聯端接的優點是每條線路只需要一個端接電阻器, 無需連接直流電源, 囙此，它不會消耗太多功率； 當驅動高電容性負載時, 它可以提供電流限制, 有助於减少地面反彈譟音. 缺點是：由於串聯電阻的分壓器效應, 在跟踪路徑的中間, 電壓僅為電源電壓的一半, 囙此，它不能驅動分佈式負載； 由於訊號路徑上的串聯電阻, RC時間常數新增, 從而減緩負載. 因此, it is not suitable for high-frequency signal paths (such as high-speed clocks, 等.). 需要注意的是，該串聯電阻器必須盡可能靠近電源驅動器的輸出, 由於過孔具有電容和電感，囙此不應在PCB上使用過孔.

(2) Parallel termination
Parallel termination is also called DC parallel termination. 以這種管道, a termination resistor Pp (Ap=Zo) is connected to the input end of the receiver (ie, the end of the wiring network) to pull down to ground or pull up to the DC power supply to achieve matching. 負載時消除反射. 這種終止方法的優點是設計簡單，易於實現, 但缺點是它消耗直流電，不能用於需要低功耗的可擕式設備. 此外, 這種上拉電源可以提高驅動器的驅動能力, 但它會提高訊號的低電平； 而下拉到地可以提高電流吸收能力, 但它會降低訊號的高電平.

(3) Thevenin termination
Thevenin termination is a voltage divider termination, 使用上拉電阻器Rpl和下拉電阻器Rp； 構成終端電阻器，並通過Rp1和Rp2吸收反射. 大衛南終端的等效阻抗必須等於傳輸線的特性阻抗Zo，以實現匹配. 終端電阻器Rpl和Rp2電阻值的選擇應側重於避免設定不適當的負載電壓參攷水准, 用於高邏輯轉換點和低邏輯轉換點. Rp1/Rp2比率决定邏輯高和低驅動電流的相對比例. 當Rp1=Rp2時, the drive requirements for high and low logic are the same; when RplRp2, 邏輯高需要比邏輯低更多的電流. 大衛南終端的優點是：它可以用於整個網絡上的分佈式負載； 它可以完全吸收透射波並消除反射； 當沒有訊號驅動線路時, 設定線路電壓； 特別適合公交車使用. 其缺點是從電源Vcc到接地始終存在直流電流, 導致匹配電阻器中的直流功率損耗, 降低雜訊裕度，除非驅動器能够提供大電流. 大衛南端接方法非常適合高速背板設計, 長輸電線, 以及具有大負載的應用程序. 通過兩個並聯電阻器使負載的電壓水准接近負載的開關點, 司機可以用更少的動力駕駛公共汽車.

(4) RC network termination
RC network termination, 也稱為交流負載終端, 使用串聯RC網絡作為終端阻抗，以消除網絡末端的反射. 終端電阻Rp應等於傳輸線阻抗Zo, 電容器Cp的選擇應確保RC網絡的時間常數應大於傳播延遲的兩倍, 那就是, "RpCp>2TD", 通常為0.使用1mF多層陶瓷電容器. 對於特定設計, 電容值通過類比確定. 交流端接的好處是電容器阻斷直流路徑，而不會產生額外的直流功耗, 同時允許高頻能量通過並充當低通濾波器. 缺點是RC網絡的時間常數會减慢訊號的速度. 另外, 額外的電阻器和電容器會佔用電路板空間並新增成本.

(5) Diode termination
In the diode termination method, 一個二極體串聯在傳輸線末端和電源Vcc之間, 另一個二極體串聯在傳輸線末端和接地之間. 由於肖特基二極體的導通電壓較低，囙此通常使用肖特基二極體. 與其他終結不同, 二極體端接不是為了匹配傳輸線的特性阻抗以消除反射. 當接收器電壓超調時, 二極體開始工作以穩定電壓. 儘管它可以防止過沖, 它有兩個缺點：系統中仍然存在反射； 對高速訊號的反射較慢. 為了獲得該科技的優勢, 它可以與之前的方法結合使用 PCB板.