Leiterplatte Blog - Beendigung der Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte

In einer Hochgeschwindigkeit Leiterplatte System, Die Impedanzanpassung auf der Übertragungsleitung verursacht Signalreflexion, und Signalverzerrungen wie Überschuss, Unterschießen und Klingeln treten auf. Wenn die Verzögerung TD der Übertragungsleitung größer als 20% der Signalanstiegszeit ist RT, Die Auswirkungen können nicht ignoriert werden, sonst gibt es Probleme mit der Signalintegrität. Das Verfahren zur Reduzierung der Reflexion ist: entsprechend der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung, Verbinden Sie den Widerstand in Reihe am Antriebsende, um die Quellimpedanz mit der Impedanz der Übertragungsleitung anzupassen, oder verbinden Sie den Widerstand parallel am Empfangsende, um die Impedanz der Last mit der Impedanz der Übertragungsleitung anzupassen, so dass der Quellreflexionskoeffizient oder der Lastreflexionskoeffizient Null ist. Häufig verwendete Terminierungsmethoden sind: Reihenterminierung, einfache parallele Beendigung, Beendigung von Venedig, RC-Netzbeendigung und Diodenbeendigung, etc. Diese Beendigungsmethoden werden im Folgenden separat analysiert.

(1) Series termination
Series termination means that a resistor RS is connected in series as close as possible to the source end to match the impedance of the signal source, so dass der Reflexionskoeffizient des Quellenden Null ist, Dadurch wird das von der zu reflektierenden Last reflektierte Signal vom Quellende zum Lastende unterdrückt. PS plus die Ausgangsimpedanz ZS der Antriebsquelle sollte gleich der Übertragungsleitungsimpedanz Zo sein, das ist, RS=ZO-Z. Der Wert des Serienwiderstands wird normalerweise im Bereich von 15 bis 75Ωgewählt., und häufiger als 33Ω. Der Vorteil des Serienabschlusses besteht darin, dass pro Leitung nur ein Abschlusswiderstand benötigt wird, und es besteht keine Notwendigkeit, das DC-Netzteil anzuschließen, so dass es nicht zu viel Strom verbraucht; bei hohen kapazitiven Lasten, es kann Strombegrenzung bieten, Das hilft, Bodenprallgeräusche zu reduzieren. Der Nachteil ist: durch den Spannungsteiler-Effekt des Reihenwiderstands, in der Mitte des Spurpfades, die Spannung ist nur die Hälfte der Quellspannung, so dass sie die verteilte Last nicht antreiben kann; durch den Reihenwiderstand auf dem Signalweg, die RC-Zeitkonstante wird erhöht, dadurch verlangsamt sich die Last. Daher, it is not suitable for high-frequency signal paths (such as high-speed clocks, etc.). Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Reihenwiderstand so nah wie möglich am Ausgang des Quelltreibers sein muss, und dass Durchkontaktierungen nicht auf der Leiterplatte verwendet werden sollten, weil Durchkontaktierungen Kapazität und Induktivität haben.

(2) Parallel termination
Parallel termination is also called DC parallel termination. Auf diese Weise, a termination resistor Pp (Ap=Zo) is connected to the input end of the receiver (ie, the end of the wiring network) to pull down to ground or pull up to the DC power supply to achieve matching. Reflexionen werden bei der Last eliminiert. Der Vorteil dieses Abschlussverfahrens ist, dass das Design einfach und einfach zu implementieren ist, Aber der Nachteil ist, dass es Gleichstrom verbraucht und nicht in tragbaren Geräten verwendet werden kann, die einen niedrigen Stromverbrauch erfordern. Darüber hinaus, Diese Klimmzugkraft kann die Fahrfähigkeit des Fahrers erhöhen, aber es wird den niedrigen Pegel des Signals erhöhen; während der Pull-down auf den Boden die aktuelle Sinkfähigkeit verbessern kann, aber es wird den hohen Pegel des Signals herunterziehen.

(3) Thevenin termination
Thevenin termination is a voltage divider termination, der einen Pull-up Widerstand Rpl und einen Pull-down Widerstand Rp verwendet; bildet einen Abschlusswiderstand und absorbiert Reflexionen durch Rp1 und Rp2. Die äquivalente Impedanz des Thevenin-Abschlusses muss der charakteristischen Impedanz Zo der Übertragungsleitung entsprechen, um Übereinstimmung zu erzielen. Bei der Auswahl der Widerstandswerte der Abschlusswiderstände Rpl und Rp2 sollte darauf geachtet werden, eine unangemessene Lastspannungsreferenz zu vermeiden, die für die hohen und niedrigen logischen Übergangspunkte verwendet wird. Die Rp1/Rp2-Verhältnis bestimmt das relative Verhältnis von Logik-hohen und niedrigen Antriebsströmen. Wenn Rp1=Rp2, the drive requirements for high and low logic are the same; when RplRp2, Logik hoch erfordert mehr Strom als Logik niedrig. Die Vorteile der Thevenin-Terminierung sind: sie kann mit verteilten Lasten über das gesamte Netzwerk verwendet werden; Es kann die übertragenen Wellen vollständig absorbieren und Reflexionen beseitigen; wenn kein Signal die Leitung antreibt, die Leitungsspannung einstellen; besonders geeignet für den Buseinsatz. Sein Nachteil ist, dass es immer einen Gleichstrom von der Stromversorgung Vcc zur Masse gibt, resultierend in DC-Verlustleistung im passenden Widerstand, Verringerung der Geräuschmarge, es sei denn, der Fahrer kann einen großen Strom liefern. Die Thevenin-Abschlussmethode ist sehr geeignet für Hochgeschwindigkeits-Backplane-Designs, lange Übertragungsleitungen, und Anwendungen mit großen Lasten. Durch Halten des Spannungspegels der Last nahe am Schaltpunkt der Last durch zwei parallele Widerstände, Der Fahrer kann den Bus mit weniger Leistung fahren.

(4) RC network termination
RC network termination, auch bekannt als AC-Lastabschluß, verwendet ein Reihen-RC-Netzwerk als Abschlussimpedanz, um Reflexionen am Ende des Netzwerks zu eliminieren. Der Abschlusswiderstand Rp sollte gleich der Übertragungsleitungsimpedanz Zo sein, und die Auswahl des Kondensators Cp sollte sicherstellen, dass die Zeitkonstante des RC-Netzes größer als die doppelte Ausbreitungsverzögerung sein sollte, das ist, "RpCp>2TD", normalerweise 0.1μF mehrschichtige keramische Kondensatoren werden verwendet. Für spezifische Designs, die Kapazitätswerte werden durch Simulation ermittelt. Der Vorteil der AC-Terminierung ist, dass der Kondensator den DC-Pfad ohne zusätzliche DC-Verlustleistung blockiert, während Hochfrequenzenergie durchgelassen wird und als Tiefpassfilter fungiert. Der Nachteil ist, dass die Zeitkonstante des RC-Netzwerks das Signal verlangsamt. Zusätzlich, Zusätzliche Widerstände und Kondensatoren nehmen Platz auf der Platine ein und erhöhen Kosten.

(5) Diode termination
In the diode termination method, Eine Diode wird in Reihe zwischen dem Ende der Übertragungsleitung und der Stromversorgung geschaltet Vcc, und die andere Diode wird in Reihe zwischen dem Ende der Übertragungsleitung und der Masse angeschlossen. Schottky Dioden werden in der Regel wegen ihrer niedrigen Einschaltspannung verwendet. Im Gegensatz zu anderen Abschlüssen, Diodenabschluss ist kein Versuch, die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung anzupassen, um Reflexionen zu eliminieren. Wenn die Empfängerspannung überschreitet, Die Diode beginnt zu arbeiten, um die Spannung zu stabilisieren. Obwohl es Überschreitung verhindert, Es hat zwei Nachteile: Es gibt immer noch Reflexionen im System; Reflexionen bei Hochgeschwindigkeitssignalen sind langsamer. Um die Vorteile dieser Technik zu erhalten, Es kann in Kombination mit den bisherigen Methoden auf Leiterplatte.