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【錦囊三】PCB設(shè)計中關(guān)于反射的那些事兒

發(fā)布時間:2015-01-06 來源:陳德恒 一博科技 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】前面小編為大家?guī)砹薖CB設(shè)計中反射的兩點:信號完整性集總的世界,這里小編將繼續(xù)為大家介紹PCB設(shè)計中關(guān)于反射的相關(guān)問題知識!這里主要帶來的是PCB設(shè)計中反射中路的反射和場的反射的相關(guān)知識分析!
 
【錦囊二】PCB設(shè)計中關(guān)于反射的那些事兒
http://forexsooq.com/rf-art/80025018
【錦囊一】PCB設(shè)計中關(guān)于反射的那些事兒!
http://forexsooq.com/rf-art/80024959

接下來小編還會繼續(xù)為大家奉獻上該專家基于PCB設(shè)計中關(guān)于反射的其他相關(guān)知識,希望大家耐心等待!
PCB設(shè)計中反射
當(dāng)信號穿越阻抗不連續(xù)的點時,會產(chǎn)生反射電壓與電流,從而使得分界面兩邊的電壓和電流相等(基爾霍夫定律)。
 
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在這里給大家自爆一下高速先生小時候?qū)W習(xí)過程中做過的筆記:
PCB設(shè)計中反射
PCB設(shè)計中反射
PCB設(shè)計中反射
 
對于理工科來說,一些從數(shù)學(xué)上去理解問題的過程是必不可少,也是最直觀的。
 
高速先生也和大家一樣,學(xué)習(xí)反射都是從手算反彈圖開始的。同樣的,小高速先生在畫出反彈圖之后曾經(jīng)覺得自己懂反射了。
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可是轉(zhuǎn)念一想,還是發(fā)現(xiàn)了很多無法理解的問題:
 
為什么測試時在通道中間測試到的波形有回溝,而在終端測試到的波形又是好的?
 
Breakout區(qū)域有一次阻抗不連續(xù),但走出該區(qū)域之后,走線從細變寬,會增加一次反射,那是不是全程按照breakout區(qū)域走線會比較好?源端匹配電阻是不是也增加了一次反射?
 
是的,其實這些用一句“傳輸線很短的時候反射掩蓋在上升沿中了”就可以解釋。但是到底是怎么掩蓋在上升沿中的?
 
我們發(fā)現(xiàn)在上方的反彈圖中傳輸延時遠遠大于信號的上升時間,在計算反射時我們用的電壓實際上是信號高電平的電壓,并沒有關(guān)注上升沿過程中其他電平的狀態(tài),但實際上的情況并不是這樣,可是如果我們?nèi)绻焉仙氐臓顟B(tài)加入算式中,那這游戲可就沒法玩了。
 
所以,我們需要場的思維.
 
場的反射
 
來到了場的領(lǐng)域,我們要做的第一件事就是把我們的波形拆開,讓我們先來看看之前說過的測試點的問題。(關(guān)注技術(shù)自媒體微信公眾號:一博_看得懂的高速設(shè)計)
 
為了將問題簡化,我們假定一個這樣的條件:
場的反射
1.在拓撲上,源端完全匹配,末端全反射,理想的100Ω差分傳輸線。
 
2.傳輸?shù)臑槲覀冎澳M的DDR3信號,由三次諧波構(gòu)成。
 
3.測試點位置離接收端距離為500mil。
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好的,現(xiàn)在開始讓我們分析,首先,如同大家在之前文章中看到的,我們接收端信號與測試點信號的區(qū)別是這樣的:
場的反射
讓我們看看1GHz諧波發(fā)生了什么:
場的反射
測試點測到的是兩個信號疊加的波形,一個是入射信號,一個反射波。反射波與入射波幅值相等(末端全反射);走過的路程比入射波多1000mil(一來一回),也就是六分之一波長;兩個信號的相位差也就是60°。
 
這樣,我們就看到了1GHz的諧波在接收端時藍色的波形,在測試點處為紅色的波形,幅值衰減,相位超前。
 
再看看3GHz的諧波:
場的反射
同樣的1000mil,對于3GHz來說就是半波長,相位差180°,這樣我們就發(fā)現(xiàn)在測試點處3GHz的頻率分量基本上就衰減完了。
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再來看看5GHz的諧波:
場的反射
相位差300°,于是看到測試點的波形衰減,相位滯后。
 
將在測試點的三個頻率分量的疊加再疊加起來之后:
場的反射
不知道大家對于這樣的分析方法是感覺如何,是覺得把東西變復(fù)雜了還是變簡單了呢?怎么想沒有關(guān)系,下一篇中高速先生會將這樣的方法再拓展,相信你會愛上這個方法的。
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