Ich versuche, die Quelle des Klingelns am Anschlusspunkt einer PCB-Leiterbahn zu verstehen, bevor ich mich mit dem eigentlichen Design einer PCB vertiefe. Zum Beispiel meine ich mit „Abschlusspunkt“ ein Taktsignal, das am Eingang eines IC endet.
Einige Online-Quellen weisen auf Überschwingen hin, das durch Reflexionen aufgrund einer Impedanzfehlanpassung am Abschlusspunkt einer Leiterbahn auf der Leiterplatte verursacht wird. Andere Quellen weisen auf die parasitäre induktive und kapazitive Natur der Leitungen hin, die ein Klingeln verursachen, wenn nicht genügend Widerstandsdämpfung vorhanden ist.
Sind sie beide Manifestationen derselben Sache oder sind sie zwei getrennte Quellen des Klingelns?
Wenn es sich um zwei separate Quellen handelt und beide in einer Leitung vorhanden sind, ist es dann üblich, dass ein Abschlusswiderstand nicht sowohl die Impedanzanpassungs- als auch die Dämpfungsanforderungen erfüllen kann?
Bei kurzen Spuren wird das Überschwingen durch parasitäre Induktivitäts-/Kapazitätseffekte verursacht. Bei langen Leiterbahnen kann dies durch Impedanzfehlanpassung/-reflexion oder parasitäre Induktivitäts-/Kapazitätseffekte oder beides verursacht werden. Bei digitalen Signalen ist eine Spur lang, wenn die Umlauflaufzeit zur Last und zurück zur Quelle ungefähr gleich der Signalanstiegszeit ist. Bei Sinuswellen ist eine Spur lang, wenn die Umlaufzeit beispielsweise gleich oder größer als die Periode / 8 ist. Einige Leute verwenden möglicherweise eine andere Zahl als 8, was in Ordnung ist. Über die genaue Zahl zu streiten, ist nicht wirklich der Punkt.
Wenn die Quelle in der charakteristischen Impedanz der Leitung abgeschlossen ist, wäre theoretisch keine Dämpfung erforderlich, selbst wenn die Quellenimpedanz nicht mit der Lastimpedanz übereinstimmt. In der Praxis ist vor allem bei langen Spuren manchmal eine Dämpfung nötig, also am besten dort reinstecken. Sie können mit 0 Ohm beginnen, wenn Sie der Meinung sind, dass dies nicht erforderlich ist. Manchmal wird ein Reihendämpfungswiderstand als Lastanpassungswiderstand bezeichnet. Aber normalerweise ist das nicht der Fall. Es dient wirklich nur der Dämpfung. Damit es bei der Lastanpassung hilft, müssten Sie eine terminierte Last haben, und die meisten Lasten in digitalen Schaltungen sind nicht terminiert (außer einigen sehr schnellen Sachen und einigen differenziellen Sachen, z. B. LVDS).
Eine andere Möglichkeit, ein Klingeln zu bekommen, ist in einem Verstärker mit Rückkopplung. Dies können Audioverstärker oder Fehlerverstärker in Reglern sein. Dies kann in einigen Fällen durch ein schlechtes PCB-Layout verursacht werden, wenn es zu einer unbeabsichtigten Rückkopplung zu einem empfindlichen Knoten kommt (normalerweise aufgrund einer kapazitiven Kopplung von einer Leiterbahn zu einer anderen Leiterbahn oder einem anderen Pad).
Sie sind dieselbe Sache oder unterschiedliche Betrachtungsweisen derselben Sache, wenn Sie das vorziehen. Eine Leiterplattenspur hat tatsächlich parasitäre (oder intrinsische, wenn Sie es vorziehen) Induktivität und Kapazität, und die Kombination kann als charakteristische Impedanz ausgedrückt werden.
Und nein, es ist nicht üblich, dass ein Abschlusswiderstand (im theoretischen Sinne) das Überschwingen nicht unterdrücken kann, obwohl insbesondere bei sehr hohen Frequenzen die physikalische Realisierung eines geeigneten Widerstands aufgrund der Auswirkungen parasitärer Effekte sehr schwierig sein kann.
Sie sollten jedoch darauf achten, Ihre Betrachtung von Impedanzfehlanpassungen nicht auf das Klingeln zu beschränken, was einer unterdämpften Reaktion entspricht. Eine Fehlanpassung in die andere Richtung kann zu einer langsamen Reaktion führen, die lange braucht, um ihren endgültigen Wert zu erreichen, was auch als überdämpfte Reaktion bekannt ist. Im schlimmsten Fall kann ein überdämpftes System kurze Pulse überhaupt nicht sehen.
Benutzer52757