2.1.4 末端端接的其他拓扑结构
分叉结构的拓扑。
无论端接放在什么地方,都不能很好的完成端接,来自驱动器的信号仍然在A点反射。可以通过控制线路阻抗完成端接,实际中很少使用这种技术,因为在一块板上制作阻抗变化非常大的线是十分困难的。
2.1.5 末端端接电阻的位置[16]
末端端接最好放在最后一个驱动器的后面,保证驱动器到传输线的stub最短。如果端接电阻放在驱动器的前面,那么连接驱动器和端接电阻的stub就形成了一个小电容,这个电容和接收器的输入电容一起导致了阻抗的不匹配,因此会在接收端引起发射。
“the additional short stub (which is OPEN-circuited at both ends), will act as a small lumped-element capacitor.This small capacitance,along with the parasitic input capacitance of the receiver pin,creates an imperfection in the termination network.”
反射波的系数可以用下面的公式估计:
(1/2)(Z0*[CSTUB+CGATE])/RISETIME
然后乘上初始发射波的幅值得到发射的电压的值。
因此,如果stub的电容与接收器的输入电容相比较大,就不必要的增加了反射的幅度。把stub作成高阻抗的线,可以有效的减小电容。
2.2 源端端接
源端端接是指通过串联电阻连接驱动器和接受电路,驱动器的输出阻抗加上串联电阻等于传输线的特性阻抗。这样消除了第二次反射,反射在源端被吸收。
2.2.1源端端接电路的特性[1]:
(1) 驱动波形在传播到线路之前被串联电阻分担一半。
(2) 驱动信号以一半的强度传播到线路的末端。
(3) 远端的信号反射系数是1(没有末端端接器,相当于传输线开路,ZL无穷大),发射信号的强度是信号强度的一半。一半强度的反射加上一半强度的初始输入信号,在接收端达到信号的完整电平。
(4) 反射信号(一半强度)沿着线路向源端反向传播,被源端端接衰减。
(5) 末端反射回到源端后,驱动电流下降为0,一直保持到下个信号的转换。在快速的系统中,下个转换在末端反射到达之前就开始了。
发送到线路上的初始电压的确定(为什么是一半的电压)[14]
可以从两个角度来考虑这个问题。
(1) 可以从电阻分压的角度来考虑。阻抗匹配后,源端和传输线都是Z0,加在传输线上的电压则是1/2V。
(2) 从能量守恒的角度来考虑。假设加到传输线上的初始发射电压是Vi,在发射电压到达源端之间,也就是2倍传输延迟的时间内(T),传输线一直认为他驱动的是一个阻性的负载。那么,在这段时间内,总的能量是E=(Vi2/Z0)2T。当发射波到达源端的时候,被电阻吸收,整个结构达到稳态,接收器被充电到Vt。这时候,所有的能量都转换为存储在传输线中的能量:根据延时和特性阻抗Z0,可以计算传输线的电容。C=T/Z0。存储在C中的能量是Ec=(1/2)(T/Z 0)V T2=(1/2)TV T2/Z 0. (根据电容的储能公式),由此,便可得到Vi=(1/2)Vt。因此,必然是一半的电压。
源端端接能够得到比较好的阶越响应。但是它的上升时
间比末端端接慢,通常会有比较小的剩余反射。
源端端接没有在负载端消除反射,而是利用了这种反射
使信号达到满幅值。[4]提到了一种端接,叫做,On-Die
Source Termination。在芯片内部进行端接。显然,这样节省
了电路板的端接器件。但这样会遇到很多挑战,驱动器的输
出阻抗本身就是非线性的。Motorola 的PowePC处理器的驱动
阻抗有25%的偏差。
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