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文档简介
1、大体概念信号传输进程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应知足的某种关系,以避免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的阻碍。 对电子设备互连来讲,例如信号源连放大器,前级连后级,只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10 倍以上,就能够够为阻抗匹配良好;关于放大器连接音箱来讲,电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱,而晶体管放大器那么无此限制,能够接任何阻抗的音箱。匹配条件负载阻抗等于信源内阻抗,即它们的模与辐角别离相等,这时在负载阻抗上能够取得无失真的电压传输。负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值,即它们的模相等而辐角之和为零。这时
2、在负载阻抗上能够取得最大功率。这种匹配条件称为共轭匹配。若是信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性,那么两种匹配条件是等同的。阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份绝对值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。阻抗匹配( impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所
3、有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。 史密夫图表上。电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转 180 度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180 度。重覆以上方法直至电阻值变成 1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。共轭匹配在信号源给定的情况下,输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k,当两者相等,即 k=1 时,输出功率最大。然而阻抗匹配的概念可以推广到交流电路,当负载阻抗与信号源阻抗共轭时, 能够实现功率的最大传输,如果负载阻抗不满足共轭匹配的
4、条件,就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络,将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭,实现阻抗匹配。匹配分类大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。要匹配一组线路,第一把负载点的阻抗值除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。1. 改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180 度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180 度。
5、重复以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。2. 调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1 的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配。阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。 最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度, 即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这
6、表明所有能量都被负载吸收了。反之则在传输中有能量损失。高速pcb 布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50 欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50 欧姆,频带75 欧姆,对绞线则为100 欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便。何为阻抗阻抗是电阻与电抗在向量上的和。高频电路的阻抗匹配由于高频功率放大器工作于非线性状态,因此线性电路和阻抗匹配(即:负载阻抗与电源内阻相等)这一概念不能适用于它。因为在非线性(如:丙类)工作的时候,电子器件的内阻变更猛烈:通流的时候,内阻很小;截止的时候, 内阻接近无穷大。 因此输出电阻不是常数。因此所谓匹配的时候内阻等于外阻,也就失去了意义。因此,
7、高频功率放大的阻抗匹配概念是:在给定的电路条件下,改变负载回路的可调元件,使电子器件送出额定的输出功率至负载。这就叫做达到了匹配状态。- 如何明白得阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。咱们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,老是有内阻的, 咱们能够把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r 串联的模型。假设负载电阻为r,电源电动势为u,内阻为 r,那么咱们能够计算出流过电阻r 的电流为: i=u/(r+r) ,能够看出,负载电阻 r 越小, 那么输出电流越大。负载 r 上的电压为: uo=ir=u*1+
8、(r/r),能够看出,负载电阻 r 越大,那么输出电压uo 越高。再来计算一下电阻r 消耗的功率为:p=i*i*r=u/(r+r)*u/(r+r)*r=u*u*r/(r*r+2*r*r+r*r) =u*u*r/(r-r)*(r-r)+4*r*r =u*u/(r-r)*(r-r)/r+4*r 对于一个给定的信号源,其内阻r 是固定的,而负载电阻r 则是由我们来选择的。注意式中(r-r)*(r-r)/r,当 r=r 时, (r-r)*(r-r)/r可取得最小值0,这时负载电阻r 上可获得最大输出功率pmax=u*u/(4*r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率, 这就是我们
9、常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。 当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变, 就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等, 虚部互为相反数,这叫做共厄匹配。在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题, 只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“ 短线 ” ,反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的)。从以上分析我们可以得出结论:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载 r;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载r;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻r。有时阻
10、抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。在高频电路中, 咱们还必需考虑反射的问题。当信号的频率很高时,那么信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度能够比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。若是传输线的特点阻抗跟负载阻抗不匹配(相等)时,在负载端就会产生反射。什么缘故阻抗不匹配时会产生反射和特点阻抗的求解方式,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在那个地址咱们不细说了, 有爱好的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。传输线的特点阻抗 (也叫做特性阻抗) 是由传输线的结构和材料决定的,而
11、与传输线的长度,和信号的幅度、 频率等均无关。例如,经常使用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75 欧,而一些射频设备上那么经常使用特点阻抗为50 欧的同轴电缆。 另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300 欧的扁平平行线, 这在农村利用的电视天线架上比较常见,用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75 欧,因此 300 欧的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决那个问题的呢?不明白大伙儿有无留意到,电视机的附件中,有一个300 欧到 75 欧的阻抗转换器 (一个塑料包装的,一端有一个圆形的插头的那个东东,可能有两个大拇指那么大的)?它里面其实确实是一个传输线变压器,将300 欧的阻抗
12、,变换成75 欧的,如此就能够够匹配起来了。那个地址需要强调一点的是,特性阻抗跟咱们通常明白得的电阻不是一个概念,它与传输线的长度无关,也不能通过利用欧姆表来测量。为了不产生反射,负载阻抗跟传输线的特点阻抗应该相等,这确实是传输线的阻抗匹配。若是阻抗不匹配会有什么不良后果呢?若是不匹配,那么会形成反射,能量传递只是去,降低效率 ;会在传输线上形成驻波(简单的明白得, 确实是有些地址信号强,有些地址信号弱),致使传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去, 乃至会损坏发射设备。 若是是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。当阻抗不匹配时,有哪些方法让它匹配呢?第一,能够考
13、虑利用变压器来做阻抗转换,就像上面所说的电视机中的那个例子那样。第二,能够考虑利用串联/并联电容或电感的方法,这在调试射频电路时常利用。第三,能够考虑利用串联/并联电阻的方法。一些驱动器的阻抗比较低, 能够串联一个适合的电阻来跟传输线匹配,例如高速信号线,有时会串联一个几十欧的电阻。 而一些接收器的输入阻抗那么比较高,能够利用并联电阻的方式,来跟传输线匹配,例如, 485 总线接收器,常在数据线终端并联120 欧的匹配电阻。为了帮助大家理解阻抗不匹配时的反射问题,我来举两个例子:假设你在练习拳击 打沙包。如果是一个重量合适的、硬度合适的沙包,你打上去会感觉很舒服。但是,如果哪一天我把沙包做了手
14、脚,例如,里面换成了铁沙,你还是用以前的力打上去,你的手可能就会受不了了 这就是负载过重的情况,会产生很大的反弹力。相反, 如果我把里面换成了很轻很轻的东西,你一出拳,则可能会扑空,手也可能会受不了 这就是负载过轻的情况。另一个例子,不知道大家有没有过这样的经历:就是看不清楼梯时上/下楼梯,当你以为还有楼梯时,就会出现“ 负载不匹配 ” 这样的感觉了。当然,也许这样的例子不太恰当,但我们可以拿它来理解负载不匹配时的反射情况。- 高速 pcb 设计中的阻抗匹配(资料整理)阻抗匹配阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特点阻抗相等,现在的传输可不能产生反射,这说明所有能量都被负载吸收了
15、。反之那么在传输中有能量损失。在高速pcb设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量好坏。pcb 走线何时需要做阻抗匹配?没关系看频率,而关键是看信号的边沿峻峭程度,即信号的上升/下降时刻,一样以为若是信号的上升 /下降时刻(按10% 90% 计)小于6 倍导线延时,确实是高速信号,必需注意阻抗匹配的问题。导线延时一样取值为150ps/inch 。特点阻抗信号沿传输线传播进程当中,若是传输线上遍地具有一致的信号传播速度,而且单位长度上的电容也一样, 那么信号在传播进程中老是看到完全一致的刹时阻抗。由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变,咱们给出一个特定的名称,来表示特定的传输线的这种特点或是特性,称之
16、为该传输线的特点阻抗。特点阻抗是指信号沿传输线传播时,信号看到的刹时阻抗的值。特点阻抗与pcb 导线所在的板层、pcb 所用的材质(介电常数)、走线宽度、导线与平面的距离等因素有关,与走线长度无关。特点阻抗能够利用软件计算。高速pcb 布线中,一样把数字信号的走线阻抗设计为50 欧姆,这是个大约的数字。一样规定同轴电缆基带50欧姆,频带75 欧姆,对绞线(差分)为100 欧姆。常见阻抗匹配的方式一、串联终端匹配在信号源端阻抗低于传输线特点阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻r,使源端的输出阻抗与传输线的特点阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。匹配电阻选择原那么:匹
17、配电阻值与驱动器的输出阻抗之和等于传输线的特点阻抗。常见的cmos 和 ttl 驱动器,其输出阻抗会随信号的电平大小转变而转变。因此, 对 ttl 或 cmos电路来讲, 不可能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。 链状拓扑结构的信号网路不适合利用串联终端匹配,所有的负载必需接到传输线的结尾。串联匹配是最经常使用的终端匹配方式。它的优势是功耗小,可不能给驱动器带来额外的直流负载,也可不能在信号和地之间引入额外的阻抗,而且只需要一个电阻元件。常见应用:一样的cmos 、ttl 电路的阻抗匹配。usb 信号也采样这种方式做阻抗匹配。二、并联终端匹配在信号源端阻抗很小的情形下,通过增加并联电阻使负载
18、端输入阻抗与传输线的特点阻抗相匹配,达到排除负载端反射的目的。实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。匹配电阻选择原那么:在芯片的输入阻抗很高的情形下,对单电阻形式来讲,负载端的并联电阻值必需与传输线的特点阻抗相近或相等;对双电阻形式来讲,每一个并联电阻值为传输线特点阻抗的两倍。并联终端匹配优势是简单易行,显而易见的缺点是会带来直流功耗:单电阻方式的直流功耗与信号的占空比紧密相关;双电阻方式那么不管信号是高电平仍是低电平都有直流功耗,但电流比单电阻方式少一半。常见应用:以高速信号应用较多。(1)ddr 、ddr2 等 sstl 驱动器。采纳单电阻形式,并联到vtt (一样为 iovdd 的一半)。
19、其中ddr2 数据信号的并联匹配电阻是内置在芯片中的。(2)tmds 等高速串行数据接口。采纳单电阻形式,在接收设备端并联到iovdd ,单端阻抗为 50 欧姆(差分对间为100 欧姆)。- 什么是阻抗匹配和什么缘故要阻抗匹配. 阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念,这篇文章对这个“ 阻抗匹配 ” 进行了比较好的解析。回答了什么是阻抗匹配。阻抗匹配( impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit m
20、atching),另一种那么是调整传输线的波长(transmission line matching)。要匹配一组线路,第一把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180 度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180 度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为 1 的圆圈上,即可加电
21、容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配阻抗匹配那么传输功率大,关于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,现在阻抗匹配。最大功率传输定理,若是是高频的话,确实是无反射波。关于一般的宽频放大器,输出阻抗50,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是若是信号波久远远大于电缆长度, 即缆长能够忽略的话,就不必考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特点阻抗相等,现在的传输可不能产生反射,这说明所有能量都被负载吸收了 .反之那么在传输中有能量损失。高速pcb 布线时,为了避免信号的反射,要求是线路的阻抗为50 欧姆。这是个大约的数字,一样规定同轴电缆基带50 欧姆,频带 7
22、5 欧姆,对绞线那么为100 欧姆,只是取个整罢了,为了匹配方便. 阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗确实是电阻加电抗,因此才叫阻抗;周延一点地说, 阻抗确实是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。 在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻, 只是电阻值的大小不同罢了。电阻小的物质称作良导体,电阻专门大的物质称作非导体, 而最近在高科技领域中称的超导体,那么是一种电阻值几近于零的东西。可是在交流电的领域中那么除电阻会阻碍电流之外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗, 意即抗击电流的作用。电容及电感的
23、电抗别离称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是奥姆,而其值的大小那么和交流电的频率有关系,频率愈高那么容抗愈小感抗愈大,频率愈低那么容抗愈大而感抗愈小。另外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。阻抗匹配是指负载阻抗与鼓励源内部阻抗相互适配,取得最大功率输出的一种工作状态。关于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系, 即电阻成份相
24、等,电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。一.阻抗匹配的研究在高速的设计中, 阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。阻抗匹配的技术可以说是丰富多样,但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用,需要衡量多个方面的因素。例如我们在系统中设计中, 很多采用的都是源段的串连匹配。对于什么情况下需要匹配,采用什么方式的匹配,为什么采用这种方式。例如:差分的匹配多数采用终端的匹配;时钟采用源段匹配;一、串联终端匹配串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻r,使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生
25、再次反射. 串联终端匹配后的信号传输具有以下特点:a 由于串联匹配电阻的作用,驱动信号传播时以其幅度的50 向负载端传播;b 信号在负载端的反射系数接近1,因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50。c 反射信号与源端传播的信号叠加,使负载端接受到的信号与原始信号的幅度近似相同;d 负载端反射信号向源端传播,到达源端后被匹配电阻吸收;?e 反射信号到达源端后,源端驱动电流降为0,直到下一次信号传输。相对并联匹配来讲,串联匹配不要求信号驱动器具有专门大的电流驱动能力。选择串联终端匹配电阻值的原那么很简单,确实是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特点阻抗相等。理想的信号驱动器的输出阻抗为
26、零,实际的驱动器老是有比较小的输出阻抗,而且在信号的电平发生转变时,输出阻抗可能不同。比如电源电压为的cmos 驱动器,在低电平常典型的输出阻抗为37, 在高电平常典型的输出阻抗为454;ttl 驱动器和cmos 驱动一样, 其输出阻抗会随信号的电平大小转变而转变。因此,对 ttl或 cmos 电路来讲,不可能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配,所有的负载必须接到传输线的末端。否则,接到传输线中间的负载接受到的波形就会象图中c 点的电压波形一样。能够看出,有一段时刻负载端信号幅度为原始信号幅度的一半。显然这时信号处在不定逻辑状态,信号的噪声容限很低
27、。串联匹配是最常用的终端匹配方法。它的优点是功耗小, 不会给驱动器带来额外的直流负载,也不会在信号和地之间引入额外的阻抗;而且只需要一个电阻元件。二、并联终端匹配并联终端匹配的理论起点是在信号源端阻抗很小的情形下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特点阻抗相匹配,达到排除负载端反射的目的。实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。并联终端匹配后的信号传输具有以下特点:a 驱动信号近似以满幅度沿传输线传播;b 所有的反射都被匹配电阻吸收;c 负载端接受到的信号幅度与源端发送的信号幅度近似相同。在实际的电路系统中,芯片的输入阻抗很高,因此对单电阻形式来说,负载端的并联电阻值必须与传输线的特征阻抗
28、相近或相等。假定传输线的特征阻抗为50,则 r 值为 50。如果信号的高电平为5v,则信号的静态电流将达到100ma 。由于典型的ttl 或 cmos 电路的驱动能力很小,这种单电阻的并联匹配方式很少出现在这些电路中。双电阻形式的并联匹配,也被称作戴维南终端匹配,要求的电流驱动能力比单电阻形式小。这是因为两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相匹配,每个电阻都比传输线的特征阻抗大。考虑到芯片的驱动能力,两个电阻值的选择必须遵循三个原则:两电阻的并联值与传输线的特点阻抗相等;与电源连接的电阻值不能过小,以避免信号为低电平常驱动电流过大;与地连接的电阻值不能过小,以避免信号为高电平常驱动电流过大。并联终
29、端匹配优势是简单易行;显而易见的缺点是会带来直流功耗:单电阻方式的直流功耗与信号的占空比紧密相关?;双电阻方式那么不管信号是高电平仍是低电平都有直流功耗。因此不适用于电池供电系统等对功耗要求高的系统。另外,单电阻方式由于驱动能力问题在一样的 ttl 、cmos 系统中没有应用,而双电阻方式需要两个元件,这就对pcb 的板面积提出了要求,因此不适合用于高密度印刷电路板。固然还有: ac 终端匹配;基于二极管的电压钳位等匹配方式。二 . 将讯号的传输看成软管送水浇花数位系统之多层板讯号线(signal line )中,当显现方波讯号的传输时,可将之假想成为软管( hose )送水浇花。一端于手握处
30、加压使其射出水柱,另一端接在水龙头。当握管处所施压的力道恰好,而让水柱的射程正确洒落在目标区时,那么施与受二者皆欢而顺利完成使命,岂非一种驾轻就熟的小小成绩?但是一旦使劲过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源,乃至还可能因强力水压无处宣泄,以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱!不仅任务失败横生挫折,而且还大捅纰漏满脸豆花呢!反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,那么照样得不到想要的结果。过犹不及皆非所欲,唯有恰如其分才能正中下怀皆大欢喜。上述简单的生活细节,正可用以说明方波(square wave )讯号( signal )在多层板传输线( transmission line,系由讯号线
31、、介质层、及接地层三者所一起组成)中所进行的快速传送。现在可将传输线(常见者有同轴电缆coaxial cable ,与微带线microstrip line或带线 strip line 等)看成软管,而握管处所施加的压力,就比如板面上“ 同意端 ” ( receiver )元件所并联到gnd 的电阻器一样,可用以调剂其终点的特性阻抗(characteristic impedance ),使匹配同意端元件内部的需求。三. 传输线之终端控管技术(termination )由上可知当 “ 讯号 ” 在传输线中奔驰旅行而抵达终点,欲进入同意元件 (如 cpu 或 meomery等大小不同的ic )中工作
32、时, 那么该讯号线本身所具有的“ 特性阻抗 ” ,必需要与终端元件内部的电子阻抗彼此匹配才行,如此才不致任务失败白忙一场。用术语说确实是正确执行指令,减少杂讯干扰,幸免错误动作” 。一旦彼此未能匹配时,那么必将会有少量能量转头朝向“ 发送端 ” 反弹,进而形成反射杂讯(noise )的苦恼。当传输线本身的特性阻抗(z0)被设计者订定为28ohm 时,那么终端控管的接地的电阻器( zt)也必需是28ohm ,如此才能协助传输线对z0 的维持,使整体得以稳固在28 ohm的设计数值。也唯有在此种z0=zt 的匹配情形下,讯号的传输才会最具效率,其“ 讯号完整性” (signal integrity
33、,为讯号品质之专用术语)也才最好。四.特性阻抗( characteristic impedance)当某讯号方波,在传输线组合体的讯号线中,以高准位(high level )的正压讯号向前推动时, 那么距其最近的参考层(如接地层)中,理论上必有被该电场所感应出来的负压讯号伴随前行(等于正压讯号反向的回归途径return path ) , 如此将可完成整体性的回路( loop )系统。该 “ 讯号 ” 前行中假设将其飞行时刻暂短加以冻结,即可想象其所蒙受到来自讯号线、介质层与参考层等所一起呈现的刹时阻抗值(instantanious impedance),此即所谓的“ 特性阻抗 ” 。是故该 “
34、 特性阻抗 ” 应与讯号线之线宽(w)、线厚( t)、介质厚度(h)与介质常数( dk)都扯上了关系。阻抗匹配不良的后果由于高频讯号的“ 特性阻抗 ”(z0) 原词甚长, 故一样均简称之为“ 阻抗” 。读者万万要警惕,此与低频ac 交流电( 60hz )其电线(并非传输线)中,所显现的阻抗值( z)并非完全相同。数位系统当整条传输线的z0 都能治理妥帖,而操纵在某一范围内( 10或 5)者,此品质良好的传输线,将可使得杂讯减少,而误动作也可幸免。但当上述微带线中z0 的四种变数(w、t、h、 r)有任一项发生异样,例如讯号线显现缺口时,将使得原先的z0 突然上升(见上述公式中之z0 与 w 成反比的事实),而无法继续维持应有的稳固均匀(continuous )时,那么其讯号的能量必然会发生部份前进,而部份却反弹反射的缺失。如此将无法幸免杂讯及误动作了。例如浇花的软管突然被踩住,造成软管两头都显现异样,正好可说明上述特性阻抗匹配不良的问题。阻抗匹配不良造成杂讯上述部份讯号能量的反弹,将造成原先良好品质的方波讯号,当即显现异样的变形(即发生高准位向上的overshoot ,与低准位向下的undershoot
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