信号完整性:信号反射 信号沿传输线向前传播时,每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗,这个阻抗可能是传输线本身的,也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说,它不会区分到底是什么,信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗是恒定的,那么他就会正常向前传播,只要感受到的阻抗发生变化,不论是什么引起的(可能是中途遇到的电阻,电容,电感,过孔,PCB转角,接插件),信号都会发生反射。 那么有多少被反射回传输线的起点?衡量信号反射量的重要指标是反射系数,表示反射 电压和原传输信号电压的比值。反射系数定义为:ρ= 1212ZZZZ。其中:Z1为变化前的阻 抗,Z2为变化后的阻抗。假设 PCB 线条的特性阻抗为50 欧姆,传输过程中遇到一个100 欧姆的贴片电阻,暂时不考虑寄生电容电感的影响,把电阻看成理想的纯电阻,那么反射系 数为:ρ=315010050100,信号有1/3 被反射回源端。如果传输信号的电压是3.3V 电压,反射电压就是1.1V。 纯电阻性负载的反射是研究反射现象的基础,阻性负载的变化无非是以下四种情况:阻抗增加有限值、减小有限值、开路(阻抗变为无穷大 )、短 路(阻抗突然 变为0)。 阻抗增加有限值: 反射电压上 面 的例 子 已 经 计 算 过了 。这时,信号反射点处 就会有两 个电压成分,一部 分是从 源端传来的3.3V 电压,另 一部 分是在 反射电压1.1V,那么反射点处 的电压为二 者 之 和,即 4.4V。 阻抗减小有限值: 仍 按 上 面 的例 子 ,PCB 线条的特性阻抗为50 欧姆,如果遇到的电阻是30 欧姆,则 反射 系数为 ρ=50305030=-0.25,反射电压为3.3*(-0.25)V= -0.825V。此 时反射点电压为3.3V+(-0.825V)=2.475V。 开路: 开路相 当 于阻抗无穷大 ,反射系数按 公 式 计 算 为1。即 反射电压3.3V。反射点处 电压为6.6V。可见 ,在 这种极 端情况下,反射点处 电压翻 倍 了 。 短 路: 短 路时阻抗为0,电压一定为0。按 公 式 计 算 反射系数为-1,说明 反射电压为-3.3V,因此 反射点电压为0。 由 于反射现象的存 在 ,信号传播路径 中阻抗发生变化的点,其电压不再 是原来传输的电压。这种反射电压会改 变信号的波 形 ,从 而 可能会引起信号完整性问 题 。 信号完整性分析---信号反射及阻抗匹配 信号反射产生的原因,当信号从阻抗为Z0 进入阻抗为Zl 的线路时,由于阻抗不匹配的原因,有部...