传输线与反射

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所属分类:信号完整性

      任何传输线都有阻抗,这个一个毋庸置疑的事实。当发生阻抗突变时,就会引起信号完整性问题。有个形象的比喻,电流在传输线中传输,可以理解成为一定压力的水在水管中传输,当水流遇到粗细不同的水管的时候。在微分时间内,水流在水管中的阻力也是不一样的。宽变窄,阻力变大,窄变宽,阻力就变小。

      以下是传输线与反射这一章的小结:

      1. 信号无论在何处遇到阻抗突变时,都会发生反射,而且传输信号也会失真。这是单一网络信号质量问题的主要根源。

      2. 一个粗略的经验法则:只要考虑传输线的长度(in)比信号上升时间(ns)长,就需要终端端接,以避免过量的振铃噪声。

      3. 源端串联端接是点对点互联线中最常用的终端端接方式。添加串联电阻,并使此电阻器与源阻抗之和等于导线的特性阻抗。

      4. 对于涉足信号完整性的工程师而言,SPICE仿真器或行为仿真器是不可缺少的。许多这样的仿真器价格低廉,容易使用,他们可以对由于阻抗突变而产生的多次反射进行仿真。

      5. 一个粗略的经验法则,为了确保反射噪声小于5%,应保证导线特性阻抗的变化小于10%。

      6. 一个粗略的经验法则,如果短传输线突变的长度(in)小于信号上升时间(ns),突变造成的反射就不会引发问题。

      7. 一个粗略的经验法则,如果短桩线的长度(in)小于信号上升时间(ns),桩线造成的反射就不会引发问题。

      8. 导线远端的容性负载引起时延累加,但不会引发信号质量问题。

      9. 一个粗略的经验法则,如果导线中途的容性突变电容量(pF)大于信号上升时间(nS)的4倍,就会造成过量的反射噪声。

     10. 导线中途容性负载所引起的时延累加(nS)约为电容量(pF)的25倍。

     11. 拐角会产生电容,其电容量(fF)约是线宽(mil)的两倍。

     12. 均匀分布的容性负载会降低导线的有效特性阻抗。

     13. 可允许的感性突变值(nH)约为信号上升时间(nS)的10倍。

     14. 在电感的两侧添加电容,可以使信号误认为遇到的是均匀传输线的一部分。从而把感性突变造成的影响降到最低。这种方法可以用来控制过孔。使其对于高速信号也做到几近消失。

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