传输线阻抗匹配电阻端接的方式

news2024/10/7 6:51:32

电路为什么需要端接？

众所周知，电路中如果阻抗不连续，就会造成信号的反射，引起上冲下冲、振铃等信号失真，严重影响信号质量。所以在进行电路设计的时候阻抗匹配是很重要的考虑因素。

对我们的PCB走线进行阻抗控制已经不是什么高深的技术了，基本上是每个硬件工程师必备的基本能力。但在具体电路中，只考虑走线的阻抗还不够。实际电路都是由发送端、连线和接收端共同组成的。我们希望做到的是整个链路的阻抗都一致。但是实际电路中很难做到这一点，一般发送端的输出阻抗会比较小，而接收端的输入阻抗又很高，那么要处理好这对矛盾，端接就成为一种很自然的手段。因此，端接的本质依然是阻抗匹配，这个是进行PCB设计的重中之重。

常见的端接方式有下面几种：串联端接、并联端接、戴维宁端接和RC网络端接。

下面就简单介绍一下几种端接方式的区别和优缺点。

在这里插入图片描述

(1) 串联端接

这是我们最容易想到也最常用的一种端接方式。发送端的输出阻抗比较小，那么我们在电路上直接串联一个电阻，使得输出阻抗加上电阻阻值的总阻抗等于传输线阻抗，这样就能保证阻抗的连续性，减小信号的反射。串联端接实现比较简单，缺点也比较明显。由于线路中串联了电阻，会影响信号的上升时间，这在高速电路中可能会引起问题。另外由于电阻的分压，使得发送端输出减小。串联端接的电阻要放在尽量靠近发送端的位置，以便能发挥更好的作用。

增加内容：从电路设计一般经验看，放在发送端串阻选择30ohm左右，参考书籍《信号完整性与电源完整性分析》（作者:[美]Eric,Bogation）中给出说明芯片输出引脚的阻抗一般在20~30ohm，因此串联串阻选择在30ohm，输入引脚的阻抗则非常之大，因此并联串阻的阻抗选择50ohm（针对50ohm传输线阻抗）

(2) 并联端接

当接收端的输入阻抗比较大时，我们可以考虑在接收端并联端接一个电阻到地或者到电源。电阻的阻值等于走线的特征阻抗。通过这种方式实现阻抗匹配。这种方式和串联端接一样简单易行，缺点是会消耗直流功率。上拉的时候能提高驱动能力，下拉的时候能提高对电流的吸收能力。

(3) 戴维宁端接

戴维宁端接就是采用上拉电阻和下拉电阻来共同组成端接电路，使得戴维宁等效阻抗等于传输线的特征阻抗以实现阻抗匹配。戴维宁端接的优点是上拉电阻和下拉电阻都能用来吸收反射，在电路上没有信号的时候，还能够为电路提供一个直流电平，适合总线应用。但是缺点也很明显，那就是由于电阻的存在，在电源和地之间存在直流通路，直流功耗较大。