Ich bin etwas verwirrt über die Impedanzanpassung beim Umgang mit digitalen Hochgeschwindigkeits-E / A. Ich möchte einige Perspektiven teilen, in der Hoffnung, einige Dinge zu klären.
Betrachten wir einen digitalen Ausgang mit bekannter Impedanz Zt=50 Ohm. Wenn die Übertragungsleitung (PCB-Leiterbahn) mit Z0=50 Ohm ausgelegt ist, dann gibt es außer dem erwarteten kein Überschwingen/Reflexionsphänomen.
Nehmen wir nun an, Z0 = 80 Ohm. In diesem Fall wird eine Reihe R von 30 Ohm in die Spur gelegt, und hier beginnt meine Verwirrung. Was genau passiert? Durch das Lesen von Material habe ich zwei Perspektiven gewonnen, von denen entweder eine falsch ist oder beide falsch sind und ich die Punkte völlig verfehlt habe.
Aber dann frage ich mich, warum die 30 Ohm zu Zt beitragen und das Problem abmildern und nicht zu Z0 hinzufügen und das Problem weiter verstärken? Was ist der Unterschied zwischen einer Spur mit Z0 = 110 Ohm und einer Spur mit Z0 = 80 Ohm plus einem 30-Ohm-Vorwiderstand? Außerdem sollte bei dieser Logik die Serie R so nah wie möglich am Ausgangspin platziert werden, während ich Designs gesehen habe, die sie in der Mitte oder sogar am Ende der Spur neben dem Eingangspin platzieren.
In dieser Perspektive kann das R überall in der Spur platziert werden. Außerdem handeln Sie im Wesentlichen zwischen Anstiegszeit und maximaler Länge. Wenn Sie also beispielsweise eine Uhr mit einer Frequenz von 200 MHz (Periode von 5 ns) und einer Anstiegszeit von 1 ns haben, könnte dies Auswirkungen auf die Setup- und Haltezeiten haben: Jetzt gibt es aufgrund des erhöhten Anstiegs weniger Impulsbreitenzeit Zeit, wohingegen bei einer korrekt angepassten Bahnimpedanz die zusätzliche Zeit verwendet werden könnte und das Gesamtdesign nur durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des PCB-Materials begrenzt wäre. Wenn dies der Fall ist, könnte außerdem eine Reihe R basierend auf der gewünschten maximalen Länge platziert werden: Wenn beispielsweise Zt = 50 Ohm, Z0 = 80 Ohm und die Anstiegszeit 1 ns beträgt, ist in diesem Fall die maximale Länge ~ 4,5 cm beträgt, dann ist bei einer Spur von 4,9 cm ein R = 30 Ohm mehr als ausreichend, sodass er auf 10 Ohm gesenkt werden könnte, wodurch eine gewisse Impulsbreitenzeit erhalten bleibt.
Zusammenfassend lässt sich meine Frage im Wesentlichen auf Folgendes reduzieren:
Wenn ich eine Serie R platziere, führe ich eine Impedanzanpassung durch, erhöhe ich die Anstiegszeit oder habe ich alles völlig falsch verstanden?
Durch Anlegen eines 30-Ohm-R ergibt sich ein korrekter Abschluss, da Ztt = Zt+ 30 = 80 Ohm, was der Leiterbahnimpedanz entspricht.
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Warum addieren sich die 30 Ohm zu Zt und mildern das Problem und nicht zu Z0 und verstärken das Problem weiter? Was ist der Unterschied zwischen einer Spur mit Z0 = 110 Ohm und einer Spur mit Z0 = 80 Ohm plus einem 30-Ohm-Vorwiderstand?
Dies wird als "Quellenreihenterminierung" bezeichnet. Sie lassen eine Reflexion aufgrund der Fehlanpassung am Lastende der Leitung zu, aber es gibt keine Mehrfachreflexionen, da die Reflexion, wenn sie zum Quellenende zurückkehrt, einen angepassten Abschluss sieht, sodass sie an der Quelle vollständig absorbiert wird (die Quelle selbst und der hinzugefügte Reihenabschlusswiderstand).
Dies geschieht häufig, wenn die Quelle ein digitaler Treiber mit niedriger Ausgangsimpedanz ist. In diesem Fall ist der Wert des Abschlusswiderstands ungefähr gleich oder etwas kleiner als die Übertragungsleitung .
Durch Anlegen eines 30-Ohm-R begrenzen Sie den Ausgangsstrom und erhöhen so die Anstiegszeit, was wiederum die maximale Leiterlänge erhöht, bevor die unerwünschten Hochgeschwindigkeitsphänomene die Leitung beeinflussen.
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In dieser Perspektive kann das R überall in der Spur platziert werden.
Sie sollten den Widerstand immer noch in der Nähe der Quelle platzieren. Wenn Sie den Widerstand in der Mitte der Spur platzieren, haben Sie mehrere Sätze von Mehrfachreflexionen in verschiedenen Teilen der Leitung (vor und nach dem Widerstand). Sie könnten eine sorgfältige Analyse durchführen und möglicherweise einen idealen Widerstandswert für dieses Szenario finden, der akzeptable Reflexionen erzeugt, aber es wäre einfacher, den Widerstand einfach in der Nähe der Quelle zu platzieren.
Wenn Sie also beispielsweise eine Uhr mit einer Frequenz von 200 MHz (Periode von 5 ns) und einer Anstiegszeit von 1 ns haben, könnte dies Auswirkungen auf die Setup- und Haltezeiten haben: Jetzt gibt es aufgrund des erhöhten Anstiegs weniger Impulsbreitenzeit Zeit, wohingegen bei einer korrekt angepassten Bahnimpedanz die zusätzliche Zeit verwendet werden könnte und das Gesamtdesign nur durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des PCB-Materials begrenzt wäre.
Du hast Recht. Beide Lösungen (Terminierung der Quellenreihe oder Begrenzung der Anstiegszeit) sind die zweitbesten Lösungen im Vergleich zur Verwendung einer Spur mit Matched .
Wenn ich eine Serie R platziere, führe ich eine Impedanzanpassung durch, erhöhe ich die Anstiegszeit oder habe ich alles völlig falsch verstanden?
Sie führen eine Impedanzanpassung durch (sozusagen).
Betrachtet man es als Erhöhung der Anstiegszeit, ist das eine ungefähre Analyse, die für die meisten Designs genau genug ist, wenn die Leiterbahnlänge nicht zu lang ist. (Zum Beispiel für Fälle, in denen , Wo ist die charakteristische Wellenlänge, die den Anstiegs- und Abfallzeiten des Signals zugeordnet ist)
Tony Stewart EE75