过冲及振铃现象实验分析VIP专享VIP免费

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...