PCB วิธีทั่วไปของการจับคู่ความต้านทาน
Jul 15, 2020
สิ่งที่สำคัญไม่ใช่ความถี่ แต่ความชันของขอบสัญญาณคือเวลาที่เพิ่มขึ้น / ลดลงของสัญญาณ เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าหากสัญญาณเพิ่มขึ้น / ลดลง (คำนวณโดย 10% ~ 90%) น้อยกว่า 6 เท่าของความล่าช้าของสายไฟมันเป็นสัญญาณความเร็วสูงและต้องให้ความสนใจกับการจับคู่ความต้านทานความล่าช้าของสายไฟมักจะ 150ps / นิ้ว
ลักษณะความต้านทาน
ในขณะที่สัญญาณเดินทางไปตามสายส่งสัญญาณจะเห็นความต้านทานแบบทันทีทันใดเหมือนกับการเดินทางหากสัญญาณเดินทางด้วยความเร็วเดียวกันตลอดทั้งสายและความจุต่อความยาวต่อหน่วยจะเท่ากันเนื่องจากอิมพีแดนซ์ยังคงที่ตลอดสายส่งเราจึงตั้งชื่อเฉพาะให้กับลักษณะหรือลักษณะของสายส่งนั้นโดยเฉพาะเรียกว่าอิมพิแดนซ์ลักษณะของสายส่งลักษณะความต้านทานหมายถึงค่าของความต้านทานทันทีที่เห็นโดยสัญญาณในขณะที่มันเดินทางไปตามสายส่งลักษณะความต้านทานเกี่ยวข้องกับชั้นตัวนำ PCB, วัสดุ PCB (ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก), ความกว้างของลวด, ระยะห่างระหว่างเส้นลวดและระนาบและปัจจัยอื่น ๆ และไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับความยาวของเส้นลวดความต้านทานลักษณะสามารถคำนวณได้โดยใช้ซอฟต์แวร์ในการเดินสาย PCB ความเร็วสูงความต้านทานการกำหนดเส้นทางของสัญญาณดิจิตอลได้รับการออกแบบโดยทั่วไปคือ 50 โอห์มซึ่งเป็นจำนวนโดยประมาณโดยทั่วไปแล้วสายโคแอกเซียลจะถูกกำหนดให้เป็นแถบฐาน 50 โอห์มส์, ย่านความถี่ 75 โอห์มและ 100 โอห์มที่ติด (ค่า)
วิธีการจับคู่ความต้านทานแบบทั่วไป
1. การจับคู่เทอร์มินัลอนุกรม
ภายใต้เงื่อนไขที่ความต้านทานที่ปลายแหล่งสัญญาณต่ำกว่าความต้านทานลักษณะของสายส่งความต้านทาน R เชื่อมต่อระหว่างปลายแหล่งสัญญาณและสายส่งในอนุกรมเพื่อให้ความต้านทานเอาต์พุตของแหล่งสิ้นสุดตรงกับลักษณะ ความต้านทานของสายส่งสัญญาณและป้องกันไม่ให้สัญญาณสะท้อนกลับจากโหลดสิ้นสุดจากการสะท้อนอีกครั้ง
หลักการเลือกความต้านทานการจับคู่: ผลรวมของความต้านทานการจับคู่และความต้านทานเอาต์พุตของไดรเวอร์มีค่าเท่ากับความต้านทานลักษณะของสายส่งสำหรับไดรเวอร์ CMOS และ TTL ทั่วไปอิมพิแดนซ์เอาต์พุตจะแตกต่างกันไปตามระดับของสัญญาณดังนั้นสำหรับวงจร TTL หรือ CMOS มันเป็นไปไม่ได้ที่จะมีความต้านทานการจับคู่ที่ถูกต้องมากดังนั้นคุณต้องประนีประนอมเครือข่ายสัญญาณเครือข่ายโทโพโลยีไม่เหมาะสำหรับการจับคู่เทอร์มินัลอนุกรม โหลดทั้งหมดจะต้องเชื่อมต่อกับจุดสิ้นสุดของสายส่ง
การจับคู่อนุกรมเป็นวิธีการจับคู่เทอร์มินัลที่พบบ่อยที่สุดมันมีข้อดีของการใช้พลังงานต่ำไม่มีโหลด DC เพิ่มเติมในไดรเวอร์ไม่ต้องมีอิมพิแดนซ์เพิ่มเติมระหว่างสัญญาณและกราวด์และต้องการองค์ประกอบต้านทานเพียงองค์ประกอบเดียวเท่านั้นการใช้งานทั่วไป: CMOS ทั่วไป, การจับคู่ความต้านทานวงจร TTLสัญญาณ USB ยังได้รับการสุ่มตัวอย่างด้วยวิธีนี้สำหรับการจับคู่ความต้านทาน
2. การจับคู่เทอร์มินัลแบบขนาน
เมื่ออิมพีแดนซ์ที่แหล่งกำเนิดสัญญาณมีขนาดเล็กมากอิมพีแดนซ์อินพุตที่โหลดสิ้นสุดจะจับคู่กับอิมพีแดนซ์ลักษณะของสายส่งโดยการเพิ่มตัวต้านทานแบบขนานเพื่อกำจัดการสะท้อนที่ปลายโหลดรูปแบบการสำนึกสามารถแบ่งออกเป็นความต้านทานเดี่ยวและความต้านทานสองครั้ง
หลักการเลือกความต้านทานการจับคู่: เมื่อความต้านทานอินพุตของชิปสูงมากสำหรับรูปแบบความต้านทานเดี่ยวค่าความต้านทานร่วมของโหลดจะต้องใกล้เคียงหรือเท่ากับความต้านทานลักษณะของสายส่ง;สำหรับรูปแบบความต้านทานสองเท่าแต่ละค่าความต้านทานแบบแบ่งเป็นสองเท่าของความต้านทานลักษณะของสายส่ง
ข้อดีของการจับคู่ขั้วแบบขนานนั้นง่ายและง่าย แต่ข้อเสียที่เห็นได้ชัดคือมันจะนำการใช้พลังงาน DC: การใช้พลังงาน dc ของโหมดความต้านทานเดี่ยวเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับอัตราส่วนหน้าที่ของสัญญาณ;โหมดความต้านทานแบบคู่มีการใช้พลังงาน DC ไม่ว่าสัญญาณจะอยู่ในระดับสูงหรือระดับต่ำ แต่กระแสไฟฟ้าจะน้อยกว่าโหมดความต้านทานเดี่ยว
การใช้งานทั่วไป: สัญญาณความเร็วสูงใช้กันอย่างแพร่หลาย
(1) DDR, DDR2 และไดรฟ์ SSTL อื่น ๆความต้านทานเดี่ยวขนานกับ VTT (โดยทั่วไปครึ่งหนึ่งของ IOVDD)ความต้านทานการจับคู่แบบขนานของสัญญาณข้อมูล DDR2 นั้นฝังอยู่ในชิป
(2) อินเตอร์เฟซข้อมูลอนุกรมความเร็วสูงเช่น TMDSในรูปแบบของความต้านทานเดี่ยวเครื่องรับจะเชื่อมต่อขนานกับ IOVDD ด้วยอิมพิแดนซ์แบบปลายเดียวที่ 50 โอห์ม (100 โอห์มระหว่างคู่ที่แตกต่างกัน)