傳輸線端接

2021-08-08 20:47:46 字數 2526 閱讀 4366

傳輸線端接

傳輸線的端接一般源端端接指在盡量靠近源端的位置串聯乙個電阻rs以匹配訊號源的阻抗,使源端反射係數為零,從而抑制從負載反射回來的訊號再從源端反射回負載端。rs加上驅動源的輸出阻抗zs應等於傳輸線阻抗zo,即rs=zo-zs 串聯電阻的值通常選擇在15~75ω,較多的選擇為33ω

源端端接

優點:

每條線只需要乙個端接電阻,無須直流電源相連線,因此不消耗過多的電能;

當驅動高容性負載時可提供限流作用,這種限流作用可以幫助減小地彈雜訊。

缺點:

由於串聯電阻的分壓作用,在走線路徑中間,電壓僅是源電壓的一半,所以不能驅動分布式負載;

由於在訊號通路上串聯了電阻,增加了rc時間常數,從而減緩了負載端訊號的上公升時間,因而不適合於高頻訊號通路(如高速時鐘等)。

需要注意的是,該串聯電阻必須盡可能地靠近源驅動器的輸出端,並且最好不要在pcb上使用過孔,因為過孔存在電容和電感。

併聯端接:併聯端接也稱dc併聯端接,這種方式通過在接收器的輸入端(即佈線網路的末端)連線乙個終端電阻rp(rp=zo)下拉到地或者上拉到直流電源來實現匹配,反射在負載端消除,如圖所示

終端端接

優點:設計簡單、易行

缺點:消耗直流功率,在要求低功耗的可攜式裝置中無法使用。此外,這種上拉到電源可以提高驅動器的驅動能力,但會抬高訊號的低電平;而下拉到地能提高電流的吸收能力,但會拉低訊號的高電平。

戴維寧端接:即分壓器型端接,如圖所示

它採用上拉電阻rp1和下拉電阻rp2;構成端接電阻,通過rp1和rp2吸收反射。戴維寧終端等效阻抗為: 此阻抗須等於傳輸線特性阻抗zo以達到最佳匹配。

戴維寧端接

端接電阻rpl和rp2阻值的選取應重點考慮避免設定不合適的負載電壓參考電平,該電平用於高、低邏輯變換點。rp1/rp2比值決定邏輯高和低驅動電流的相對比例。rp1=rp2時,對高、低邏輯的驅動要求相同;rpl<rp2時,邏輯低對電流的要求比邏輯高大;rp1>rp2時,邏輯高對電流的要求比邏輯低大。

優點:

· 在整個網路上可與分布負載一起使用; 

· 可完全吸收傳送的波而消除反射;

· 當無訊號驅動線路時,設定線路電壓;

· 特別適用於匯流排使用。

缺點:

從電源vcc到地總有乙個直流電流存在,導致匹配電阻中有直流功耗,減小了雜訊容限,除非驅動器可提供大的電流。   

戴維寧端接方式非常適合高速背板設計、長傳輸線,以及大負載的應用場合,通過兩併聯電阻將負載的電壓級保持在最優的開關點附近,則驅動器可以用較小的功率來驅動匯流排。

rc網路端接:又稱交流負載端接,使用串聯rc網路作為端接阻抗可消除網路末端反射,如圖所示

rc端接

端接電阻rp要等於傳輸線阻抗zo,電容cp的選擇應保證rc網路的時間常數應大於傳播延時的兩倍,即「rpcp>2td」,通常使用0.1μf的多層陶瓷電容,對於具體設計,通過**來確定容值。

優點:

電容阻隔了直流通路而不會產生額外的直流功耗,同時允許高頻能量通過而起到了低通濾波器的作用
缺點:

rc網路的時間常數會降低訊號的速率。此外,附加電阻和電容占用板子空間,並增加成本。
如圖所示為二極體端接方式

二極體端接:將乙個二極體串接在傳輸線末端和電源vcc之間,另乙個二極體串接在傳輸線末端和地之間。

二極體端接

通常使用肖特基二極體,因為肖特基二極體具有低的導通電壓。

與其他端接方式不同的是,二極體終端不是試圖匹配傳輸線的特性阻抗以消除反射。當接收端電壓過衝時,二極體開始工作以穩定電壓(鉗位於ground-vf和vcc+vf之間)雖然它可以預防過衝,但存在兩個缺點:反射仍然存在於系統之中;對高速訊號的反映較慢。為了獲得這種技術的優點,可以配合前面的幾種方法一起使用。

總結:對於短的傳輸線,當最小數字脈衝寬度長於傳輸線的時間延遲(td)時,源端端接是合乎要求的,因為它消除了驅動器電流部分並聯接地的要求。 對於長的傳輸線,當數字脈衝寬度小於傳輸線延遲時間(td)時,負載終端是較好的。因為負載端的反射將反射回源頭端,並干擾沿線傳播的訊號,反射必須在負載端消除。

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