高速电路设计阻抗匹配原理

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1、高速电路设计阻抗匹配原理阻抗匹配可以有效地消除信号的反射，如下图所示的传输线与器件简单的连接方式为例。RsRL　　图典型的传输线与驱动器／接收器连接方式　　在图中，理想传输线L被内阻为7iS的数字信号驱动源驱动，传输线的特性阻抗为Zo，负载阻抗为RL。　　理想的情况是当RS＝Zo＝RL时，传输线的阻抗是连续的，不会发生任何反射。能量的一半消耗在源内阻IRS上，另一半消耗在负载电阻RL上(传输线无直流损耗)。如果负载阻抗大于传输线的特性阻抗，那么负载端多余的能量就会反射回源端。由于负载端没有吸收全部能量，故称这种情况为“欠阻尼”；如果负载阻抗小

2、于传输线的特性阻抗，负载试图消耗比当前源端提供的能量更多的能量。故通过反射来通知源端输送更多的能量，这种情况称为“过阻尼”。欠阻尼和过阻尼都会引起反向传播的波形，某些情况下在传输线上会形成驻波。当Zo＝RL时，负载完全吸收到达的能量，没有任何信号反射回源端，这种情况称为“临界阻尼”。从系统设计的角度来看，由于临界阻尼情况很难满足，所以最可靠的适用方式为轻微的过阻尼，因为这种情况没有能量反射回源端。　　负载端阻抗与传输线阻抗不匹配会在负载端反射一部分信号回源端，反射信号电压的幅值由负载反射系数PL决定：　　PL＝(AL-Zo)/(RL+Zo)　

3、　式中，PL为负载电压反射系数，它实际上是反射电压与入射电压之比。　　由上式可见，-1＜PL＜＋1且当RL=Zo时，PL＝0，这时就不会发生反射。即只要根据传输线的特性阻抗进行终端匹配，就能消除反射。从原理上说，反射波的幅度可以大到入射电压的幅度，极性可正可负。当RL＞Zo时，PL＞0，处于欠阻尼状态，反射波极性为正。　　当从负载端反射回的电压到达源端时，又将再次反射回负载端，形成二次反射波。此时，反射电压的幅值由源反射系数pg决定：　　Ps＝(AS-Zo)/(RS＋Zo)