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PCB阻抗匹配常见的两种方式介绍

  • 发表时间:2020-06-12 15:49:41
  • 作者:工艺工程师
  • 来源:新闻中心
  • 人气:

  阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了。反之则在传输中有能量损失。在高速PCB设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
PCB阻抗匹配常见的两种方式介绍

  PCB阻抗匹配的常见两种方式

  1、串联终端匹配

  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。

  匹配电阻选择原则:匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和等于传输线的特征阻抗。常见的CMOS和TTL驱动器,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。

  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。

  常见应用:一般的CMOS、TTL电路的阻抗匹配。USB信号也采样这种方法做阻抗匹配。

  2、并联终端匹配

  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。

  匹配电阻选择原则:在芯片的输入阻抗很高的情况下,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;对双电阻形式来说,每个并联电阻值为传输线特征阻抗的两倍。

  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,但电流比单电阻方式少一半。

  常见应用:以高速信号应用较多。

  (1)DDR、DDR2等SSTL驱动器。采用单电阻形式,并联到VTT(一般为IOVDD的一半)。其中DDR2数据信号的并联匹配电阻是内置在芯片中的。

  (2)TMDS等高速串行数据接口。采用单电阻形式,在接收设备端并联到IOVDD,单端阻抗为50欧姆(差分对间为100欧姆)。

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