電路為什麼需要端接?
眾所周知,電路中如果阻抗不連續,就會造成訊號的反射,引起上沖下衝、振鈴等訊號失真,嚴重影響訊號質量。所以在進行電路設計的時候阻抗匹配是很重要的考慮因素。
對我們的pcb走線進行阻抗控制已經不是什麼高深的技術了,基本上是每個硬體工程師必備的基本能力。但在具體電路中,只考慮走線的阻抗還不夠。實際電路都是由傳送端、連線和接收端共同組成的。我們希望做到的是整個鏈路的阻抗都一致。但是實際電路中很難做到這一點,一般傳送端的輸出阻抗會比較小,而接收端的輸入阻抗又很高,那麼要處理好這對矛盾,端接就成為一種很自然的手段。因此,端接的本質依然是阻抗匹配,這個是進行pcb設計的重中之重。
常見的端接方式有下面幾種:串聯端接、併聯端接、戴維寧端接和rc網路端接。
下面就簡單介紹一下幾種端接方式的區別和優缺點。
(1) 串聯端接
這是我們最容易想到也最常用的一種端接方式。傳送端的輸出阻抗比較小,那麼我們在電路上直接串聯乙個電阻,使得輸出阻抗加上電阻阻值的總阻抗等於傳輸線阻抗,這樣就能保證阻抗的連續性,減小訊號的反射。串聯端接實現比較簡單,缺點也比較明顯。由於線路中串聯了電阻,會影響訊號的上公升時間,這在高速電路中可能會引起問題。另外由於電阻的分壓,使得傳送端輸出減小。串聯端接的電阻要放在盡量靠近傳送端的位置,以便能發揮更好的作用。
(2) 併聯端接
當接收端的輸入阻抗比較大時,我們可以考慮在接收端併聯端接乙個電阻到地或者到電源。電阻的阻值等於走線的特徵阻抗。通過這種方式實現阻抗匹配。這種方式和串聯端接一樣簡單易行,缺點是會消耗直流功率。上拉的時候能提高驅動能力,下拉的時候能提高對電流的吸收能力。
(3) 戴維寧端接
戴維寧端接就是採用上拉電阻和下拉電阻來共同組成端接電路,使得戴維寧等效阻抗等於傳輸線的特徵阻抗以實現阻抗匹配。戴維寧端接的優點是上拉電阻和下拉電阻都能用來吸收反射,在電路上沒有訊號的時候,還能夠為電路提供乙個直流電平,適合匯流排應用。但是缺點也很明顯,那就是由於電阻的存在,在電源和地之間存在直流通路,直流功耗較大。
(4) rc網路端接
rc網路端接是併聯端接的公升級版,就是在併聯到地的電阻下面再增加一顆電容。這樣既能夠和併聯端接一樣減小反射,同時由於電容的存在隔離了直流,減小了直流功耗。當然缺點也很明顯,rc電路的時間常數會影響訊號的上公升時間,在高速電路使用中要仔細計算。
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技術筆記 射頻電路中的阻抗匹配
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