接着上面的問題,在這個系列的開篇就說到了拓撲和端接誰也離不開誰,少了誰也玩不活,采用什么拓撲沒有對應的端接來消除信號的反射那可不行,所以這篇就來跟大家討論下端接方式及其種類。
我們都知道在傳輸線中,當阻抗出現不匹配時,會發生發射,而減小和消除反射的方法是根據傳輸線的特性阻抗在其發送端或接收端進行阻抗匹配,從而使源反射系數或負載反射系數為零。通常傳輸線的端接采用以下兩種策略:
1、使負載阻抗與傳輸線阻抗匹配,即終端端接;
2、使源阻抗與傳輸線阻抗匹配,即源端端接。
根據以上策略大致將端接進行如下的分類。
源端串聯端接
即 在靠近芯片的發送端串聯電阻,使得該串聯電阻與芯片的內阻之和盡量與傳輸線阻抗一致。該端接簡單功耗小,不會給驅動器帶來額外的直流負載,只需要一個電阻 就可以抑制驅動端到負載端的二次反射,常用於點對點的拓撲上;但同時它會增加RC時間常數,減緩負載端信號上升時間,因此不適合用於高頻信號通路。該端接 示意圖如下所示。
終端並聯端接
即在末端並聯一個與傳輸線特性阻抗一致的電阻到GND或者電源上。
該 端接的優點是在信號能量反射回源端之前在負載端消除反射,可以減小噪聲、電磁干擾(EMI)及射頻干擾(RFI)。同時也是有缺點的,首先末端端接電阻會 增加直流功耗,所以功耗較大,不適用於使用電池供電的產品,此外在邏輯高狀態下,對器件的驅動能力要求較高,比如,對於邏輯電平為5V的信號,驅動電流大 約為5V/50ohm=100 mA,很少有器件能達到這個要求,以下是該端接的示意圖。
戴維南端接(Thevenin)
有 些翻譯成戴維寧端接,也叫分壓器型端接,它采用上拉電阻R1和下拉電阻R2構成端接電阻,通過R1和R2吸收反射,此端接通常是為了獲得最快的電路性能和 驅動分布負載而采用的。優點是可以降低對源端器件驅動能力的要求;缺點就是在邏輯高和邏輯低狀態下,都有直流功耗,所以該端接方式功耗較大,同時所用器件 較多,容易造成PCB布線緊張。以下是該端接的示意圖。
終端AC端接
有些地方也叫RC端接,其實就是在並聯端接的基礎上增加了一個電容,電容一般采用0.1uF多層陶瓷電容,由於電容通低頻阻高頻的作用,因此電阻不是驅動源的直流負載,故這種端接方式無任何直流功耗,交流功耗也非常小,該端接主要用於時鍾電路。以下是該端接的示意圖。
終端肖特基並聯端接
又叫二極管並聯端接,通常應用在器件內部。現在很多器件自帶有輸入保護二極管,該端接能有效減小信號過沖和下沖,但並不能消除反射;同時二極管的開關速度會限制響應時間,所以較高速系統不合適。以下是該端接的示意圖。
不管什么端接,都是需要搭配在一定的拓撲上一起使用的,所以后續將介紹一些常見拓撲及端接的應用。