端接电阻
- 格式:docx
- 大小:54.05 KB
- 文档页数:13
端子接触电阻是电子设备中非常重要的一个参数,其标准因应用场景和设备要求而异。
在大多数应用中,接触电阻的理想值范围通常在0.5\~10mΩ之间。
接触电阻的大小对于设备的性能和可靠性有着至关重要的影响。
首先,接触电阻的大小直接影响到信号传输的效率和稳定性。
如果接触电阻过大,信号传输过程中就会发生衰减,导致信号失真或丢失。
这对于许多高精度设备来说是致命的,如医疗设备、通信设备等。
因此,为了确保信号传输的质量,接触电阻必须尽可能小。
其次,接触电阻的大小还与能源消耗密切相关。
如果接触电阻过大,会导致能源浪费和设备发热。
这不仅会增加运营成本,还可能对设备的寿命产生负面影响。
因此,减小接触电阻也是节能减排的重要手段之一。
为了减小接触电阻,设计和制造过程中需要采取一系列措施。
首先,提高接触表面的光洁度可以减小接触电阻。
这可以通过采用先进的表面处理技术来实现,如镀金、镀银等。
其次,选择导电性能更好的材料也是减小接触电阻的有效手段。
例如,铜合金具有优良的导电性能,被广泛应用于电子设备中。
此外,增加接触压力也是减小接触电阻的一种方法。
在设计和制造过程中,应充分考虑这些因素,以确保设备的高性能和可靠性。
总之,端子接触电阻的大小对于设备的性能和可靠性有着至关重要的影响。
为了确保信号传输的质量、节能减排和提高设备寿命,设计和制造过程中应采取一系列措施来减小接触电阻。
如需获取更为准确的
数值和相关信息,建议参考相应行业标准或权威机构发布的信息。
四端接线法测量电阻原理电阻是电路中的一个重要参数,用于限制电流的流动。
在电子电路设计和实验中,我们经常需要准确地测量电阻的值。
四端接线法是一种常用的测量电阻的方法,它能够准确地消除电路中的接线电阻对测量结果的影响,提高测量的精度。
四端接线法的原理是利用电流和电压的分布规律来测量电阻。
它通过在被测电阻的两端接入两个电压接点,同时在电阻的两端接入两个电流接点,从而形成一个四端网络。
这样,测量电阻时,电流只通过被测电阻,不通过接线电阻,避免了接线电阻对测量结果的影响。
具体测量步骤如下:1. 将待测电阻与测量仪器连接,确保电阻与测量仪器之间没有其他电阻或电容元件。
2. 将电流源的正极和负极分别连接到待测电阻的两端,形成电流接点。
3. 将电压测量仪的两个探头分别连接到待测电阻的两端,形成电压接点。
4. 调节电流源的电流大小,使得测量仪器显示的电压值在合适的范围内。
5. 根据欧姆定律,通过测量仪器显示的电流值和电压值,计算待测电阻的阻值。
四端接线法的优点是测量精度高,能够准确地消除接线电阻对测量结果的影响。
这在测量低阻值电阻时尤为重要,因为接线电阻对低阻值电阻的影响更为显著。
同时,四端接线法也适用于测量高阻值电阻,能够减小测量误差。
四端接线法在实际应用中有着广泛的用途。
在电子电路的设计和制造过程中,常常需要测量电阻值来验证电路的性能和稳定性。
四端接线法能够提供准确的电阻测量结果,有助于提高电路的可靠性和稳定性。
四端接线法还常用于材料的电阻率测量。
通过测量材料的电阻值,可以计算出材料的电阻率,从而评估材料的导电性能。
这对于材料的研发和应用具有重要意义,能够指导材料的选择和设计。
四端接线法是一种常用的测量电阻的方法,通过在电阻的两端接入电流和电压接点,能够准确地消除接线电阻对测量结果的影响,提高测量的精度。
它在电子电路设计和实验以及材料研究等领域有着广泛的应用。
通过掌握四端接线法的原理和方法,我们能够更准确地测量电阻,提高电路的可靠性和材料的导电性能。
dp通讯采用的是rs485通讯,rs485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V 表示“1”。
从图中可见,当开关拨至“ON”时,A1和B1两端和终端电阻相连,所以在DP网络的终端只能接A1和B1,否则不能连接终端电阻。
当开关拨至“OFF”时,终端电阻和数据线断开,A1和A2,B1和B2相连,串起网络上的设备。
平时使用只用到了DB9(针)插头的3和8两个引脚,判断DP网络硬件连接是否正常首先要保证数据线连接牢固,而检测的最好方法就是测量3,8引脚之间的电阻。
如果接线牢固,那么当开关拨至“ON”时3,8之间的电阻为220欧姆,当开关拨至“OFF”时电阻为无穷大。
我们可以在一个DB9(孔)接头的3,8引脚焊接两根电线,电线的另一端各焊接一个可以插入万用表的表笔头。
使用时将两个表笔头插入万用表,使用欧姆档,将制作的DB9(孔)插头插到DP网络的一个终端接头上,所有电阻开关均拨至“OFF”,然后从这个终端开始,依次将开关拨至“ON”,观察万用表读数,如果为220欧姆,则该节点正常,然后将开关拨至“OFF”,测量下一节点。
如果那个节点电阻不正常则该节点接线有误。
很多时候DP网络不通都是接线造成的,做好DP电缆后使用以上的方法测试一遍再连接DP 设备可以保证硬件连接正确,提高调试效率。
在通讯中,增加终端电阻的作用是什么?(1)一般说法:终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中,有两种原因因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续,信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有,信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法,就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。
由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。
引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
终端电阻终端电阻的应用场合:时钟,数据,地址线的终端串联,差分数据线终端并联等。
终端电阻的作用:1:阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。
2:减少噪声,降低辐射,防止过冲。
在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,防止过冲。
终端电阻一般就是接在通讯电缆终端上的电阻。
当然,这个电阻到底是多大,这取决于电缆的特性阻抗。
如图,如果电缆的特性阻抗为120Ω,则一般应当在电缆终端接120Ω的终端电阻,如果是54Ω,则应当接54Ω的终端电阻。
但一定要注意,这个电阻是由电缆的特性阻抗来决定的,而不是由其它因素来决定的。
应用中,难免有人要问(比如这个帖子485的120欧匹配电阻每个从设备都需要吗,应该怎么实用),如果一条电缆上有许多节点,那么是不是应当在每个节点处都接上这样的电阻呢?我们肯定地说,不是这样的。
在最远端各接2个就可以了。
在某些情况下,亦即电缆是用于单向的数据传输时,则可以只在最远端接1个终端电阻就可以了。
使用终端电阻的目的就是希望实现阻抗匹配,有关原理分析。
详细请参见圈的Q029号FAQ。
即[入门快车]Q029:怎样理解阻抗匹配?许多人都认为这篇文章写得好,可圈圈也花了大半天时间呢!在有的情况下是不用终端电阻的。
具体在今后的日志中让大家了解。
值得提醒大家注意的是,目前国内电缆销售时不是很规范,可能买回来后我们才想起要查特性参数。
对此,可要小心了,就是平时,如果看到有好的资料,也应该收集起来,不要等到用的时候一时找不到那才急死人呢!当然啦,有这样的资料,也不妨通知我们一下。
能给大家方便嘛。
一标准接地电阻规范要求:1、独立的防雷保护接地电阻应小于等于10欧;2、独立的安全保护接地电阻应小于等于4欧;3、独立的交流工作接地电阻应小于等于4欧;4、独立的直流工作接地电阻应小于等于4欧;5、防静电接地电阻一般要求小于等于100欧。
6 共用接地体(联合接地)应不大于接地电阻1欧。
二接地分三种1 保护接地:电气设备的金属外壳,混凝土、电杆等,由于绝缘损坏有可能带电,为了防止这种情况危及人身安全而设的接地。
1Ω以下。
2 防静电接地:防止静电危险影响而将易燃油、天然气贮藏罐和管道、电子设备等的接地。
3 防雷接地:为了将雷电引入地下,将防雷设备(避雷针等)的接地端与大地相连,以消除雷电过电压对电气设备、人身财产的危害的接地,也称过电压保护接地。
接地要求:三交流电气装置的接地应符合下列规定:1 当配电变压器高压侧工作于小电阻接地系统时,保护接地网的接地电阻应符合下式要求:R≤2000/I式中R――考虑到季节变化的最大接地电阻(Ω);I――计算用的流经接地网的人地短路电流(A)。
2 当配电变压器高压侧工作于不接地系统时,电气装置的接地电阻应符合下列要求: 1)高压与低压电气装置共用的接地网的接地电阻应符合下式要求,且不宜超过4Ω:R≤120/I2)仅用于高压电气装置的接地网的接地电阻应符合下式要求,且不宜超过100,:尺≤250/I式中R――考虑到季节变化的最大接地电阻(Ω);I―计算用的接地故障电流(A)。
3 在中性点经消弧线圈接地的电力网中,当接地网的接地:1)对装有消弧线圈的变电所或电气装置的接地网,其计算电流应为接在同一接地网中同一电力网各消弧线圈额定电流总和的1.25倍;2)对不装消弧线圈的变电所或电气装置,计算电流应为电力网中断开最大一台消弧线圈时最大可能残余电流,并不得小于30A。
4 在高土壤电阻率地区,当接地网的接地电阻达到上述规定值,技术经济不合理时,电气装置的接地电阻可提高到30Ω,变电所接地网的接地电阻可提高到15Ω。
USB 2.0的A型接口(USB 2.0 Type-A)是USB标准中最为常见的一种接口。
在USB 2.0标准中,对于USB Type-A接口的电阻要求,通常指的是端接电阻(Termination Resistor)或上拉电阻(Pull-up Resistor)。
端接电阻在USB通信中扮演着重要的角色。
它们通常被连接到数据线的两端,用于吸收信号线上的反射和噪声,从而确保信号的质量和稳定性。
在USB 2.0标准中,这些电阻的阻值通常为56欧姆(Ω)。
除了端接电阻外,USB Type-A接口还可能包含其他类型的电阻,例如限流电阻(Current Limiting Resistor)或分压电阻(Voltage Dividing Resistor)等。
这些电阻的阻值和作用会根据具体的电路设计和应用需求而有所不同。
需要注意的是,在设计和使用USB Type-A接口时,必须严格遵循USB标准的规范和要求,以确保接口的正常工作和安全性。
如果您对USB接口的设计和使用有任何疑问或需要进一步的帮助,请咨询相关的专业人士或机构。
端接电阻是用来实现阻抗匹配的。
什么是阻抗匹配?对于波形信号,在传输和使用的过程中由于传输路径上阻抗的非线性,会产生信号的失真,例如线路中存在电容或电感等非线性原件,对于高频的信号不知道什么时候就会产生阻抗,此时就会影响信号的特性,频率或者能量都会改变,可以通过在电路中加入一种电阻控制电路的阻抗使之达到不影响信号,这种电阻就是端接电阻。
端接电阻分为并行端接和串行端接两种。
阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念,这篇文章对这个“阻抗匹配”进行了比较好的解析。
回答了什么是阻抗匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
[编辑]调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,当它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。
最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。
对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。
dp通讯采用的是rs485通讯, rs485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V 表示“1”。
从图中可见,当开关拨至“ON”时,A1和B1两端和终端电阻相连,所以在DP网络的终端只能接A1和B1,否则不能连接终端电阻。
当开关拨至“OFF”时,终端电阻和数据线断开,A1和A2,B1和B2相连,串起网络上的设备。
平时使用只用到了DB9(针)插头的3和8两个引脚,判断DP网络硬件连接是否正常首先要保证数据线连接牢固,而检测的最好方法就是测量3,8引脚之间的电阻。
如果接线牢固,那么当开关拨至“ON”时3,8之间的电阻为220欧姆,当开关拨至“OFF”时电阻为无穷大。
我们可以在一个DB9(孔)接头的3,8引脚焊接两根电线,电线的另一端各焊接一个可以插入万用表的表笔头。
使用时将两个表笔头插入万用表,使用欧姆档,将制作的DB9(孔)插头插到DP网络的一个终端接头上,所有电阻开关均拨至“OFF”,然后从这个终端开始,依次将开关拨至“ON”,观察万用表读数,如果为220欧姆,则该节点正常,然后将开关拨至“OFF”,测量下一节点。
如果那个节点电阻不正常则该节点接线有误。
很多时候DP网络不通都是接线造成的,做好DP电缆后使用以上的方法测试一遍再连接DP设备可以保证硬件连接正确,提高调试效率。
在通讯中,增加终端电阻的作用是什么?(1)一般说法:终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中,有两种原因因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续,信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有,信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法,就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。
由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。
引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
线尾阻(EOL,End of Line)回路,电路特点是回路终端接入电阻,回路对地短路会触发电路接点动作,如在系统布防时,回路断线或短路均会触发报警。
学名称为线尾电阻,各个厂家的阻值不一样,安在各种探测器上,也就是线路的末端。
用常闭量串接在电路中,用常开量并联在电路中,报警时,主机会检测到电阻值的改变,换句话说,只要探测器输出到主机的电阻不是2.2K左右,就会报警。
任务是防破坏用,你剪断线或者短路也会报警。
报警主机中的末端电阻工作原理常闭回路(NC):短路正常,断路报警。
这种电路形成的缺点是:若有人对线路短路,该探头就失去作用。
报警主机就无法识别是人为的短路。
常开回路(NO):短路报警,断路正常。
这种电路形成的缺点是:若有人对线路断路(剪断信号线),该探头失去作用。
报警主机就无法识别是人为的段路。
线尾阻EOL:短路正常,断路报警。
这种电路形成的优点是:若有人破环线路(短路回断路),报警主机都能报警。
短路报警,断路故障,阻值为.2.2K为正常。
这种电路形式的优点是:对短路和断路作出不同的反应,特别是适合烟感探头和紧急按纽,如果是老鼠咬段或因帮东西而扯断,报警主机认为该回路故障。
关于线尾电阻的接法要放在探测器内。
特别是当采用常开接法时,就必须这样做,否则线路的防剪功能和探测器的防拆功能就不起作用了(因为如果把线尾阻直接跨接在主机的防区端口上,由于常开接法使布线线路处于断路状态,阻值为无穷大,不够成回路无电流,只要防区端口不发生短路,报警主机是无反应的,所以应将线尾阻接在探测器常开端口上,此时,常开接法由于线尾阻的跨接使得布线线路够成回路,有阻值即为线尾阻值,回路中有较小电流,所以可起到线路的防剪和探测器的防拆功能)。
设计放在探测器内,有的人图方便,就放在主机内。
其实我看过主机的电路,主要是一个比较器,看接入的电阻,一般的电阻是2.2K,两个防区的有两个电阻,还有一个好像是6.8K,不要意思,我忘记了。
端接电阻是用来实现阻抗匹配的。
什么是阻抗匹配?对于波形信号,在传输和使用的过程中由于传输路径上阻抗的非线性,会产生信号的失真,例如线路中存在电容或电感等非线性原件,对于高频的信号不知道什么时候就会产生阻抗,此时就会影响信号的特性,频率或者能量都会改变,可以通过在电路中加入一种电阻控制电路的阻抗使之达到不影响信号,这种电阻就是端接电阻。
端接电阻分为并行端接和串行端接两种。
阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念,这篇文章对这个“阻抗匹配”进行了比较好的解析。
回答了什么是阻抗匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
[编辑]调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,当它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。
最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。
对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。
端接电阻是用来实现阻抗匹配的。
什么是阻抗匹配?对于波形信号,在传输和使用的过程中由于传输路径上阻抗的非线性,会产生信号的失真,例如线路中存在电容或电感等非线性原件,对于高频的信号不知道什么时候就会产生阻抗,此时就会影响信号的特性,频率或者能量都会改变,可以通过在电路中加入一种电阻控制电路的阻抗使之达到不影响信号,这种电阻就是端接电阻。
端接电阻分为并行端接和串行端接两种。
阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念,这篇文章对这个“阻抗匹配”进行了比较好的解析。
回答了什么是阻抗匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
[编辑]调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,当它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。
最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。
对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。
阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。
高速 PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。
这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便.阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。
在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。
电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超导体,则是一种电阻值几近于零的东西。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是奥姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。
当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。
这种匹配条件称为共扼匹配。
一.阻抗匹配的研究在高速的设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
阻抗匹配的技术可以说是丰富多样,但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用,需要衡量多个方面的因素。
例如我们在系统中设计中,很多采用的都是源端的串连匹配。
对于什么情况下需要匹配,采用什么方式的匹配,为什么采用这种方式。
例如:差分的匹配多数采用终端的匹配;时钟采用源段匹配;1、串联源端匹配串联源端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R,使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射.串联终端匹配后的信号传输具有以下特点:A 由于串联匹配电阻的作用,驱动信号传播时以其幅度的50%向负载端传播;B 信号在负载端的反射系数接近+1,因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50%。
C 反射信号与源端传播的信号叠加,使负载端接受到的信号与原始信号的幅度近似相同;D 负载端反射信号向源端传播,到达源端后被匹配电阻吸收;?E 反射信号到达源端后,源端驱动电流降为0,直到下一次信号传输。
选择串联终端匹配电阻值的原则很简单,就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。
理想的信号驱动器的输出阻抗为零,实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗,而且在信号的电平发生变化时,输出阻抗可能不同。
比如电源电压为+4.5V的CMOS驱动器,在低电平时典型的输出阻抗为 37Ω,在高电平时典型的输出阻抗为45Ω[4];TTL驱动器和CMOS驱动一样,其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此,对TTL或CMOS 电路来说,不可能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配,所有的负载必须接到传输线的末端。
否则,接到传输线中间的负载接受到的波形就会象图3.2.5中C点的电压波形一样。
可以看出,有一段时间负载端信号幅度为原始信号幅度的一半。
显然这时候信号处在不定逻辑状态,信号的噪声容限很低。
串联匹配是最常用的终端匹配方法。
它的优点是功耗小,不会给驱动器带来额外的直流负载,也不会在信号和地之间引入额外的阻抗;而且只需要一个电阻元件。
2、并联终端匹配并联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗很小的情况下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,达到消除负载端反射的目的。
实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。
并联终端匹配后的信号传输具有以下特点:A 驱动信号近似以满幅度沿传输线传播;B 所有的反射都被匹配电阻吸收;C 负载端接受到的信号幅度与源端发送的信号幅度近似相同。
在实际的电路系统中,芯片的输入阻抗很高,因此对单电阻形式来说,负载端的并联电阻值必须与传输线的特征阻抗相近或相等。
假定传输线的特征阻抗为50Ω,则R值为50Ω。
如果信号的高电平为5V,则信号的静态电流将达到100mA。
由于典型的TTL或CMOS电路的驱动能力很小,这种单电阻的并联匹配方式很少出现在这些电路中。
双电阻形式的并联匹配,也被称作戴维南终端匹配,要求的电流驱动能力比单电阻形式小。
这是因为两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相匹配,每个电阻都比传输线的特征阻抗大。
考虑到芯片的驱动能力,两个电阻值的选择必须遵循三个原则:⑴.两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相等;⑵.与电源连接的电阻值不能太小,以免信号为低电平时驱动电流过大;⑶.与地连接的电阻值不能太小,以免信号为高电平时驱动电流过大。
并联终端匹配优点是简单易行;显而易见的缺点是会带来直流功耗:单电阻方式的直流功耗与信号的占空比紧密相关?;双电阻方式则无论信号是高电平还是低电平都有直流功耗。
因而不适用于电池供电系统等对功耗要求高的系统。
另外,单电阻方式由于驱动能力问题在一般的TTL、CMOS系统中没有应用,而双电阻方式需要两个元件,这就对PCB的板面积提出了要求,因此不适合用于高密度印刷电路板。
当然还有:AC终端匹配;基于二极管的电压钳位等匹配方式。
二 .将讯号的传输看成软管送水浇花2.1 数位系统之多层板讯号线(Signal Line)中,当出现方波讯号的传输时,可将之假想成为软管(hose)送水浇花。
一端于手握处加压使其射出水柱,另一端接在水龙头。
当握管处所施压的力道恰好,而让水柱的射程正确洒落在目标区时,则施与受两者皆欢而顺利完成使命,岂非一种得心应手的小小成就?2.2 然而一旦用力过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源,甚至还可能因强力水压无处宣泄,以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱!不仅任务失败横生挫折,而且还大捅纰漏满脸豆花呢!2.3 反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。
过犹不及皆非所欲,唯有恰到好处才能正中下怀皆大欢喜。
2.4 上述简单的生活细节,正可用以说明方波(Square Wave)讯号(Signal)在多层板传输线(Transmission Line,系由讯号线、介质层、及接地层三者所共同组成)中所进行的快速传送。
此时可将传输线(常见者有同轴电缆Coaxial Cable,与微带线Microstrip Line或带线Strip Line等)看成软管,而握管处所施加的压力,就好比板面上“接受端”(Receiver)元件所并联到Gnd的电阻器一般,可用以调节其终点的特性阻抗(Characteristic Impedance),使匹配接受端元件内部的需求。
三. 传输线之终端控管技术(Termination)3.1 由上可知当“讯号”在传输线中飞驰旅行而到达终点,欲进入接受元件(如CPU或Meomery等大小不同的IC)中工作时,则该讯号线本身所具备的“特性阻抗”,必须要与终端元件内部的电子阻抗相互匹配才行,如此才不致任务失败白忙一场。
用术语说就是正确执行指令,减少杂讯干扰,避免错误动作”。
一旦彼此未能匹配时,则必将会有少许能量回头朝向“发送端”反弹,进而形成反射杂讯(Noise)的烦恼。
3.2 当传输线本身的特性阻抗(Z0)被设计者订定为28ohm时,则终端控管的接地的电阻器(Zt)也必须是28ohm,如此才能协助传输线对Z0的保持,使整体得以稳定在28 ohm的设计数值。
也唯有在此种Z0=Zt的匹配情形下,讯号的传输才会最具效率,其“讯号完整性”(Signal Integrity,为讯号品质之专用术语)也才最好。
四.特性阻抗(Characteristic Impedance)4.1 当某讯号方波,在传输线组合体的讯号线中,以高准位(High Level)的正压讯号向前推进时,则距其最近的参考层(如接地层)中,理论上必有被该电场所感应出来的负压讯号伴随前行(等于正压讯号反向的回归路径 Return Path),如此将可完成整体性的回路(Loop)系统。
该“讯号”前行中若将其飞行时间暂短加以冻结,即可想象其所遭受到来自讯号线、介质层与参考层等所共同呈现的瞬间阻抗值(Instantanious Impedance),此即所谓的“特性阻抗”。