【導(dǎo)讀】前面小編為大家?guī)砹薖CB設(shè)計(jì)中反射的兩點(diǎn):信號(hào)完整性及集總的世界,這里小編將繼續(xù)為大家介紹PCB設(shè)計(jì)中關(guān)于反射的相關(guān)問題知識(shí)!這里主要帶來的是PCB設(shè)計(jì)中反射中路的反射和場(chǎng)的反射的相關(guān)知識(shí)分析!
當(dāng)信號(hào)穿越阻抗不連續(xù)的點(diǎn)時(shí),會(huì)產(chǎn)生反射電壓與電流,從而使得分界面兩邊的電壓和電流相等(基爾霍夫定律)。
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在這里給大家自爆一下高速先生小時(shí)候?qū)W習(xí)過程中做過的筆記:
對(duì)于理工科來說,一些從數(shù)學(xué)上去理解問題的過程是必不可少,也是最直觀的。
高速先生也和大家一樣,學(xué)習(xí)反射都是從手算反彈圖開始的。同樣的,小高速先生在畫出反彈圖之后曾經(jīng)覺得自己懂反射了。
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可是轉(zhuǎn)念一想,還是發(fā)現(xiàn)了很多無法理解的問題:
為什么測(cè)試時(shí)在通道中間測(cè)試到的波形有回溝,而在終端測(cè)試到的波形又是好的?
Breakout區(qū)域有一次阻抗不連續(xù),但走出該區(qū)域之后,走線從細(xì)變寬,會(huì)增加一次反射,那是不是全程按照breakout區(qū)域走線會(huì)比較好?源端匹配電阻是不是也增加了一次反射?
是的,其實(shí)這些用一句“傳輸線很短的時(shí)候反射掩蓋在上升沿中了”就可以解釋。但是到底是怎么掩蓋在上升沿中的?
我們發(fā)現(xiàn)在上方的反彈圖中傳輸延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)的上升時(shí)間,在計(jì)算反射時(shí)我們用的電壓實(shí)際上是信號(hào)高電平的電壓,并沒有關(guān)注上升沿過程中其他電平的狀態(tài),但實(shí)際上的情況并不是這樣,可是如果我們?nèi)绻焉仙氐臓顟B(tài)加入算式中,那這游戲可就沒法玩了。
所以,我們需要場(chǎng)的思維.
場(chǎng)的反射
來到了場(chǎng)的領(lǐng)域,我們要做的第一件事就是把我們的波形拆開,讓我們先來看看之前說過的
測(cè)試點(diǎn)的問題。(關(guān)注技術(shù)自媒體微信公眾號(hào):一博_看得懂的高速設(shè)計(jì))
為了將問題簡化,我們假定一個(gè)這樣的條件:
1.在拓?fù)渖?,源端完全匹配,末端全反射,理想?00Ω差分傳輸線。
2.傳輸?shù)臑槲覀冎澳M的DDR3信號(hào),由三次諧波構(gòu)成。
3.測(cè)試點(diǎn)位置離接收端距離為500mil。
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好的,現(xiàn)在開始讓我們分析,首先,如同大家在之前文章中看到的,我們接收端信號(hào)與測(cè)試點(diǎn)信號(hào)的區(qū)別是這樣的:
讓我們看看1GHz諧波發(fā)生了什么:
測(cè)試點(diǎn)測(cè)到的是兩個(gè)信號(hào)疊加的波形,一個(gè)是入射信號(hào),一個(gè)反射波。反射波與入射波幅值相等(末端全反射);走過的路程比入射波多1000mil(一來一回),也就是六分之一波長;兩個(gè)信號(hào)的相位差也就是60°。
這樣,我們就看到了1GHz的諧波在接收端時(shí)藍(lán)色的波形,在測(cè)試點(diǎn)處為紅色的波形,幅值衰減,相位超前。
再看看3GHz的諧波:
同樣的1000mil,對(duì)于3GHz來說就是半波長,相位差180°,這樣我們就發(fā)現(xiàn)在測(cè)試點(diǎn)處3GHz的頻率分量基本上就衰減完了。
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再來看看5GHz的諧波:
相位差300°,于是看到測(cè)試點(diǎn)的波形衰減,相位滯后。
將在測(cè)試點(diǎn)的三個(gè)頻率分量的疊加再疊加起來之后:
不知道大家對(duì)于這樣的分析方法是感覺如何,是覺得把東西變復(fù)雜了還是變簡單了呢?怎么想沒有關(guān)系,下一篇中高速先生會(huì)將這樣的方法再拓展,相信你會(huì)愛上這個(gè)方法的。