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什么是阻抗匹配【转】
来源:本站整理  作者:佚名  2010-08-13 22:40:51

  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。理想的信号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,输出阻抗可能不同。比如电源电压为+4.5V的CMOS驱动器,在低
电平时典型的输出阻抗为37Ω,在高电平时典型的输出阻抗为45Ω[4];TTL驱动器和CMOS驱动一样
,其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。因此,对TTL或CMOS电路来说,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3.2.5中C点的电压波形一样。可以看出,有一段时
间负载端信号幅度为原始信号幅度的一半。显然这时候信号处在不定逻辑状态,信号的噪声容限很
低。
  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。
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  并联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗很小的情况下,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
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相近或相等。假定传输线的特征阻抗为50Ω,则R值为50Ω。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:
  ⑴. 两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相等;
  ⑵. 与电源连接的电阻值不能太小,以免信号为低电平时驱动电流过大;
  ⑶. 与地连接的电阻值不能太小,以免信号为高电平时驱动电流过大。
  并联终端匹配优点是简单易行;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?;双电阻方式则无论信号是高电平还是低电平都有直流功耗。因而不适用
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般的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。
  当然还有:AC终端匹配; 基于二极管的电压钳位等匹配方式。
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  2.1 数位系统之多层板讯号线(Signal Line)中,当出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,则施与受两者皆欢而顺利完成使命,岂非一种得
心应手的小小成就?
  2.2 然而一旦用力过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源,甚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!
  2.3 反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。过犹不及皆非所欲
,唯有恰到好处才能正中下怀皆大欢喜。
  2.4 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

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