端接电阻与阻抗匹配那些事

Posted 2022-02-23 工程师看海

原文来自公众号：工程师看海

如下图所示，从信号源到传输线在到负载，一共有3个阻抗参数，一般而言信号源的阻抗是很小的，而负载的阻抗是非常大的，远大于Z1，那么信号就会在源端和接收端直接来回反射，详细的过程在以前《反射与反弹图》文章中有过更详细的介绍，当时提到过一个概念叫做“源端端接有效”，根据这个概念，不管是在源端还是在接受端，只要其中任意一端实现阻抗控制，那么就可以避免反射，由此引入今天的主题：端接电阻缓解阻抗突变，抑制反射。

有两种端接方法最常见：

1. 源端串联电阻，即串联端接，使源端阻抗与传输线阻抗匹配。

2. 接收端并联电阻，即并联端接，是接收端阻抗与传输线匹配。

1. 串联端接

下图是串联端接的示意图，在靠近源端串联一个小电阻，信号是以半幅度经过Zr和传输线Z1到达接收端Z2，接收端Z2的阻抗非常大，信号会发生一次全反射，只是这种反射回到源端后由于Zr的存在，反射程度会被降低。如果没有Zr的话，信号会在源端和接收端来回反射，Zr缓解了这个现象。

1. 并联端接

下图是并联端接的示意图，在靠近接收端并联一个电阻，信号到达接收端后，由于Zr=Z1，信号不发生反射，信号是以全幅度从源端出来经过传输线Z1到达接收端，反射程度会被降低。如果没有Zr的话，信号会在源端和接收端来回反射，Zr缓解了这个现象。

串联端接的特点是功耗低，不会给驱动端增加额外的直流负载，信号以半幅度传播。

并联端接的特点是会增加额外的功耗，信号以接近满幅度传播。

如果同学们理解了上面的介绍，那么就应该会有这样的疑问：

为什么有的信号端串联了一个小电阻，但是这个信号并不是高速信号？

这是因为由于走线具有寄生电容和寄生电感，当走线比较糟糕时，寄生参数就大，容易引起RLC谐振，使得信号也有振铃现象。

假如走线电容R=0.1Ω，走线寄生电感=100nH，寄生电容=100pF。谐振频率大约是50Mhz。

放大蓝色振铃，波形可以看到振铃的频率就是50Mhz，

 

如果在线路上串联一个33Ω电阻吸收震荡，则震荡就会小很多。所以从形式上看，谐振和阻抗不匹配都会引起振铃现象，但原理还有一定差异，我们平时用示波器测纹波时，要减小探头的环路电感，来减小振铃就是这个道理。

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