串聯(lián)端接電阻對信號上升時(shí)間的影響（轉(zhuǎn)載）

2017-05-11 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

信號反射是信號完整性中一個(gè)最基本的問題。串聯(lián)端接是高速電路設(shè)計(jì)中是抑制信號反射最常用的措施。多大的端接電阻合適,通常仿真來解決。也許你在做信號完整性仿真的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象:串聯(lián)端接電阻的阻值大小會(huì)影響到接收端波形上升沿的的陡峭程度,當(dāng)使用較大電阻的時(shí)候,上升沿會(huì)變緩。你注意過這個(gè)現(xiàn)象嗎?

產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是多方面的,其中最主要的是由于接收器存在輸入電容。下圖三條曲線是在端接電阻相同但接收器輸入電容不同的情況下得到的接收端信號波形。紅色波形表示沒有輸入電容(虛構(gòu)的接收器),藍(lán)色波形對應(yīng)5pF輸入電容,紫色波形對應(yīng)10pF輸入電容。輸入電容大小對邊沿影響很大,為什么?

串聯(lián)端接電阻對信號上升時(shí)間的影響（轉(zhuǎn)載）HFSS仿真分析圖片1

我們知道,信號邊沿陡峭程度和信號的帶寬有關(guān),邊沿越陡峭,帶寬越大。但是現(xiàn)在對于同一個(gè)信號,不同的電容確產(chǎn)生不同的信號邊沿,說明電容影響了信號的帶寬,問題是電容怎樣影響信號帶寬的呢?看看整個(gè)互連中有什么?端接電阻、輸入電容,很自然的聯(lián)想到RC濾波電路。事實(shí)上,影響最大的就是它。一階RC濾波網(wǎng)絡(luò)是典型的低通濾波,這是這個(gè)濾波器限制了信號的帶寬。或者從另一個(gè)角度來看,端接電阻、傳輸線阻抗、輸入電容共同構(gòu)成了一個(gè)RC充電電路,電容上的電壓呈指數(shù)變化規(guī)律,關(guān)鍵的參數(shù)為時(shí)間常數(shù)。電容越大,時(shí)間常數(shù)越大,電容電壓變化越緩慢,信號邊沿也就越緩。

現(xiàn)在回到端接電阻來,對于RC網(wǎng)絡(luò),R同樣影響濾波器帶寬,或者影響RC充電電路的時(shí)間常數(shù)。R增加對信號邊沿的影響和電容增加類似,同樣會(huì)導(dǎo)致信號邊沿變緩。下圖是輸入電容固定,端接電阻不同的情況下,接收端信號波形。藍(lán)色波形對應(yīng)端接電阻30歐,綠色波形對應(yīng)端接電阻50歐。端接電阻對信號邊沿的影響很明顯。順便提一句:注意一下綠色波形頂部的那個(gè)臺階,那是由于端接電阻太大,傳輸線上入射波形電壓幅度小,接收端反射后仍然達(dá)不到滿幅度。這在某些情況下可能會(huì)對信號傳輸有影響。