必须保证信号连续的原因

**引言:**本文首先总体叙述了信号线不连续的情况,然后通过仿真,更直观的表达了各种阻抗不连续对传输线带来的影响,最后针对信号线提出了相应的措施。

信号不连续的情况(阻抗不连续)

1、 参考平面不一致

2、 连线突然由宽变窄,或由窄变宽

3、 过孔处不连续

4、 连线之间通过焊盘连接

5、 连线过长

信号连续的原因

为了更好的描述这一现象,仿真如下图所示。

图中的激励源为一单次激励源,通过一个电阻大小为50欧姆的和一段理想的传输线(注:这段传输线阻抗连续,为一个定值)。通过设置这段传输线的阻抗大小来模拟阻抗不连续会带来什么影响。

仿真一、阻抗连续的情况(前后阻抗均为50欧姆)

如上图所示,当阻抗连续时,v1和v2处的信号出现一个约1ns的延时外,信号保持一致,未出现异常。(此为理想情况)

仿真二、阻抗不连续的情况(前50欧姆,后25欧姆)

单次触发:

多次触发:(V0为激励源的信号)

如上图所示,当阻抗不连续时,单次上升沿触发时,v1和v2处据出现了信号反射,对比理想情况会发现,上身时间明显变慢,且出现震荡现象。

危害;1、当信号频率特别高时,如上图中,当信号的1/4周期小于8ns时,即未到最大值平,信号就开始下降, 由此带来信号的损失,或者压降将不满足要求。

危害2、信号上升时间出现震荡,某些情况下,会带来误判(比如一些电压比较器等等)。

仿真三、阻抗不连续的情况(前50欧姆,后75欧姆)

单次触发;

多次触发:(V0为激励源的信号)

如上图所示,当阻抗突然变大时,对比理想状态,电压会出现突然的增高,大于激励源1V的电平,然后最终下降到稳定值1V。

危害:这种产生的过充电压,会缩短器件的使用寿命,甚至会损害器件,不利于长期使用,整个系统可靠性违法保证,有时候,有些产品专门出现损坏某一个器件的情况,除了其他原因之外,和这个也分不开。

信号连续的措施

由上分析可知,结论如下:

1、 越是高速线(信号频率特别高),越要注意阻抗的连续性

2、 针对仿真二中的情况,接收端会增加上拉电阻,顾名思义,就是将信号拉上来,到合适位置。

3、 针对仿真三的情况,接收端加入合适的下拉电阻。

4、针对信号不连续的情况,尽量保证整个连线过程的阻抗连续性。

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