信号传输中的振铃

信号传输中的振铃由于任何传输线都不可避免地存在着引线电阻 引线电感和杂散电容 因此 一个标准的脉冲信号在经过较长的传输线后 极易产生上冲和振铃现象 大量的实验表明 引线电阻可使脉冲的平均振幅减小 而杂散电容和引线电感的存在 则是产生上冲和振铃的根本原因 在脉冲前沿上升时间相同的条件下 引线电感越大 上冲及振铃现象就越严重 杂散电容越大 则是波形的上升时间越长 而引线电阻的增加 将使脉冲振幅减小 如果信号传

信号传输中的振铃


由于任何传输线都不可避免地存在着引线电阻、引线电感和杂散电容,因此,一个标准的脉冲信号在经过较长的传输线后,极易产生上冲和振铃现象。大量的实验表明,引线电阻可使脉冲的平均振幅减小;而杂散电容和引线电感的存在,则是产生上冲和振铃的根本原因。在脉冲前沿上升时间相同的条件下,引线电感越大,上冲及振铃现象就越严重;杂散电容越大,则是波形的上升时间越长;而引线电阻的增加,将使脉冲振幅减小。

如果信号传输过程中感受到阻抗的变化,就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号,也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式,当信号感受到阻抗变小,就会发生负反射,反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射,其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低,如果输出阻抗小于PCB走线的特性阻抗,那么在没有源端端接的情况下,必然产生信号振铃。

信号传输中的振铃

  在实际电路中,采用下列几种方法来来减小和抑制上冲及振铃。

(1)串联电阻。利用具有较大电阻的传输线或是人为地串入适当的阻尼电阻,可以减小脉冲的振幅,从而达到减小上冲和振铃程度的目的。但当传入电阻的数值过大时,不禁脉冲幅度减小过多,而且使脉冲的前沿产生延迟。因此,串入的阻尼电阻值应适当,并且应选用无感电阻,电阻的连接为值应靠近接收端。

  (2)减小引线电感。设法减小线路及传输线的引线电感是最基本的方法,总的原则是:尽量缩短引线长度;加醋到线和印制铜箔的宽度;减小信号的传输距离,采用引线电感小的元器件等,尤其是传输前沿很陡的脉冲信号时更应注意这些问题。

  (3)由于负载电路的等效电感和等效电容同样可以影响发送端,使之脉冲波形产生上冲和振铃,因此,应尽量减小负载电路的等效电感和电容。尤其是负载电路的接地线过长时,形成的地线电感和杂散电容相当可观,其影响不容忽视。

  (4)逻辑数字电路中的信号线可增加上拉电阻和交流终端负载,如图6所示。上拉电阻(可取)的接入,可将信号的逻辑高电平上拉到5V。交流终端负载电路的接入不影响支流驱动能力,也不会增加信号线的负载,而高频振铃现象却可得到有效的抑制。

  上述振铃除了与电路条件有关外,还与脉冲前沿的上升时间密切相关。即使电路条件相同,当脉冲前沿上升时间很短时,上冲的峰值将大大增加。一般对于前沿上升时间在1以下的脉冲,均考虑产生上冲及振铃的可能。因此,在脉冲信号频率的选择问题上,应考虑在满足系统速度要求的前提下,能选用较低频率的信号绝不选用高频信号;如无必要,也不应过分要求脉冲的前沿非常陡峭。这对从根本上消除上冲和振铃视听有利的。


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