Меня немного смущает согласование импеданса при работе с высокоскоростными цифровыми входами/выходами. Я хотел бы поделиться некоторыми точками зрения в надежде прояснить некоторые вещи.
Рассмотрим цифровой выход с известным импедансом Zt=50 Ом. Если линия передачи (дорожка печатной платы) спроектирована с Z0=50 Ом, то явления звона/отражения, кроме ожидаемого, отсутствуют.
Теперь предположим, что Z0=80 Ом. В таком случае в трассу ставится серия R 30 Ом, и тут начинается мое замешательство. Что именно происходит? Читая материал, я получил две точки зрения, из которых либо одна неверна, либо обе неверны, и я полностью упустил основные моменты.
Но тогда я задаюсь вопросом, почему 30 Ом добавляют к Zt и смягчают проблему, а не добавляют к Z0 и еще больше усиливают проблему? В чем разница между трассой с Z0=110 Ом и трассой с Z0=80 Ом плюс последовательный резистор на 30 Ом? Кроме того, согласно этой логике, серия R должна располагаться как можно ближе к выходному контакту, в то время как я видел схемы, в которых она размещается в середине или даже в конце дорожки, рядом с входным контактом.
С этой точки зрения буква R может располагаться в любом месте трассы. Кроме того, вы, по сути, торгуете между временем нарастания и максимальной длиной. Итак, если у вас есть часы, скажем, с частотой 200 МГц (период 5 нс) и временем нарастания 1 нс, то это может повлиять на время установки и удержания: теперь время ширины импульса меньше из-за увеличенного нарастания времени, в то время как при правильно подобранном импедансе трассы можно было бы использовать дополнительное время, и общая конструкция была бы ограничена только скоростью распространения материала печатной платы. Кроме того, если это так, то серия R может быть размещена на основе максимальной длины, которую необходимо достичь: если, например, Zt = 50 Ом, Z0 = 80 Ом и время нарастания составляет 1 нс, в этом случае максимальная длина составляет ~4,5 см, то если длина следа составляет 4,9 см, сопротивление R=30 Ом более чем достаточно, поэтому его можно уменьшить до 10 Ом, сохранив таким образом некоторое время ширины импульса.
Подводя итог, мой вопрос по существу сводится к следующему:
Когда я размещаю серию R, выполняю ли я согласование импеданса, увеличиваю ли время нарастания или я совершенно все неправильно понял?
Если применить сопротивление 30 Ом, то будет правильное окончание, поскольку Ztt = Zt+ 30 = 80 Ом, что соответствует полному сопротивлению дорожки.
...
почему 30 Ом добавляют к Zt и смягчают проблему, а не добавляют к Z0 и еще больше усиливают проблему? В чем разница между трассой с Z0=110 Ом и трассой с Z0=80 Ом плюс последовательный резистор на 30 Ом?
Это называется "завершением исходной серии". Вы допускаете отражение из-за несоответствия на конце нагрузки линии, но множественных отражений нет, потому что, когда отражение возвращается к концу источника, оно видит согласованное окончание, так что оно полностью поглощается в источнике (сам источник и добавленный последовательный согласующий резистор).
Это часто делается, когда источником является цифровой драйвер с низким выходным сопротивлением. В этом случае номинал согласующего резистора будет примерно равен или чуть меньше, чем у линии передачи. .
Применяя сопротивление 30 Ом, вы ограничиваете выходной ток, тем самым увеличивая время нарастания, что, в свою очередь, увеличивает максимальную длину проводника до того, как нежелательные высокоскоростные явления повлияют на линию.
...
С этой точки зрения буква R может располагаться в любом месте трассы.
Вы все равно должны разместить резистор рядом с источником. Если вы поместите резистор в середину трассы, у вас будет несколько наборов множественных отражений в разных частях линии (до и после резистора). Вы могли бы провести тщательный анализ и, возможно, найти идеальное значение резистора для этого сценария, которое дает приемлемые отражения, но было бы проще просто разместить резистор рядом с источником.
Итак, если у вас есть часы, скажем, с частотой 200 МГц (период 5 нс) и временем нарастания 1 нс, то это может повлиять на время установки и удержания: теперь время ширины импульса меньше из-за увеличенного нарастания времени, в то время как при правильно подобранном импедансе трассы можно было бы использовать дополнительное время, и общая конструкция была бы ограничена только скоростью распространения материала печатной платы.
Ты прав. Оба решения (завершение последовательности источников или ограничение времени нарастания) являются вторыми лучшими решениями по сравнению с простым использованием трассы с согласованным .
Когда я размещаю серию R, выполняю ли я согласование импеданса, увеличиваю ли время нарастания или я совершенно все неправильно понял?
Вы выполняете согласование импеданса (вроде).
Думать об этом как об увеличении времени нарастания — это приблизительный анализ, который будет достаточно точным для большинства проектов, если длина трассы не слишком велика. (Скажем, для случаев, когда , где - характерная длина волны, связанная с временем нарастания и спада сигнала)
Тони Стюарт EE75