延迟和反射产生的原因

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1、延迟和反射产生的原因作者：tony延迟和反射是高速数字PCB板四种基本的互连噪声其中一种，对于延迟而言很好理解，是因为信号在互连线的传播速度虽然可以达到光速的量级，但毕竟是有限量，随着数字系统时钟频率的不断提高，以至于信号在互连线上传播的时延TD（延迟）与时钟周期相比拟，这时延迟噪声不再能被忽略。在设计数字系统时序容限时，延迟是最为重要的一环，好在延迟只需要很简单的计算就可以预测到；而反射产生的主要原因是阻抗不匹配，下面几个小节将详细讨论。1、反射产生的原因当发送器件将数字信号送到互连线上时，初始信号大小（）取决于发送器件的电压

2、（）、源内阻（）和互连线的特性阻抗（），如图1所示，图1互连线上的反射现象其等于互连线特性阻抗在它与源内阻的分压，如式(1)，(1)如果互连线终端接到一个与互连线特性阻抗（）精确匹配的阻抗，那么互连线上的电压保持为，直到发送器件再次发送信号。而如果互连线终端所接阻抗不为，而为，则传输到终端的信号一部分端接到地，而其余的部分将朝发送器件方向反射。反射信号分量的多少取决于负载端反射系数，(2)于是，初始入射电压达到终端时，信号的一部分将返回发送器件，并与入射电压叠加，这时负载端的电压为，如果反射分量达到发送器件，发现源内阻也与特性阻

3、抗不相等（匹配），会被再一次的反射，反射信号的多少取决于源端反射系数，(3)这时源端的电压则变为，反射会在互连线上不断地进行，直到达到稳定，源端和负载端的稳定电压都为，(4)2、格形图格形图是在源内阻和端接负载都为线性时理解反射产生机理的一种方法。如图2所示，图2计算传输线上多次反射的格形图图中，左边竖线代表互连线的源端，右边竖线代表负载端，而两条竖线之间的斜线代表信号在源端和负载端来回反射，图中自顶向下，表示时间的增加，相邻时刻之间的时间增量等于互连线的延迟。另外，图中两竖线顶端标有相应的反射系数，小写字母表示互连线上传播的反

4、射信号大小，包括从源端和从负载端反射回的，大写字母代表源端的电压，带撇的大写字母表示负载端的电压。当t=0时，传输线上的初始电压；当，初始电压到达了负载端产生反射电压，和初始电压叠加在负载端产生总电压；当时，反射电压回到源端，并产生新的反射电压，此时源端的电压将是。反射不断进行，最后源端和负载端达到稳态电压。