关于高速PCB抄板中的阻抗匹配


     在高速PCB抄板中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。阻抗匹配的抄板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抄板因素。

 

     串联终端匹配的抄板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再次反射。

 

     相对并联匹配来说,串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。选择串联终端匹配电阻值的原则很简单,就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征阻抗相等。理想的抄板驱动器的输出阻抗为零,实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗,而且在信号的电平发生变化时,输出PCB阻抗可能不同。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。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PCB抄板阻抗;而且只需要一个电阻元件。

 

并联终端匹配的理论出发点是在信号源端抄板阻抗很小的情况下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,达到消除负载端反射的目的。实现形式分为单电阻和双电阻两种抄板形式。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相近或相等。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PCB抄板电阻形式小。这是因为两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相匹配,每个抄板电阻都比传输线的特征阻抗大。

 

     此外还有AC终端匹配、基于二极管的电压钳位等匹配方式。根据不同的设计需求采取不同的方式。

 

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