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过冲及振铃现象实验分析VIP免费

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过冲及振铃实验现象分析 1 .测试电路及过冲、振铃现象 测试电路如下图所示,A 点为电压输出口,B 点为为了接入电阻而切开的口,C 点为同轴电压监测点。 ACB 在 B 点出用导线连接时,在 C 点引同轴线到示波器(示波器内阻 1M ),观察到上升沿有过冲及振铃现象,如下图所示。 1.2 振铃产生的原因分析 1.2.1 振铃现象的产生 那么信号振铃是怎么产生的呢? 前面讲过,如果信号传输过程中感受到阻抗的变化,就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号,也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式,当信号感受到阻抗变小,就会发生负反射,反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射,其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低,如果输出阻抗小于 PCB 走线的特性阻抗,那么在没有源端端接的情况下,必然产生信号振铃。 信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆,PCB 走线的特性阻抗为 50 欧姆(可以通过改变PCB 走线宽度,PCB 走线和内层参考平面间介质厚度来调整),为了分析方便,假设远端开路,即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3V 电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次,看看到底发生了什么?为分析方便,忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响,只考虑阻性负载。下图为反射示意图。 第 1 次反射:信号从芯片内部发出,经过10 欧姆输出阻抗和 50 欧姆 PCB特性阻抗的分压,实际加到PCB 走线上的信号为 A 点电压 3.3*50/(10+50)=2.75V。传输到远端 B 点,由于 B 点开路,阻抗无穷大,反射系数为 1,即信号全部反射,反射信号也是2.75V。此时 B 点测量电压是2.75+2.75=5.5V。 第 2 次反射:2.75V 反射电压回到A 点,阻抗由 50 欧姆变为 10 欧姆,发生负反射,A 点反射电压为-1.83V,该电压到达B 点,再次发生反射,反射电压-1.83V。此时B 点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84V。 第3 次反射:从B 点反射回的-1.83V 电压到达A 点,再次发生负反射,反射电压为1.22V。该电压到达B 点再次发生正反射,反射电压1.22V。此时B 点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28V。 第4 次反射:……第5 次反射:…… 如此循环,反射电压在 A 点和 B 点之间来回反弹,而引起 B 点电压不稳定。观察 B 点电压:5.5V->1.84V->4.28V->……,可见 B 点电压会有上下波动,这就是信号振铃。下图为B 点电压随反射次数...

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