传输线中的反射

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1、如果信号沿互连线散布时所受到的瞬态阻抗发生改变,则一局部信号将被反射回源端,另一 局部发生失真并继续散布,这正是单一网络中多数信号全面性问题发生的重要起因。信号凡是遭到瞬态阻抗突变,反射就会发生。反射可能发生在线末路,可能是互连线拓扑构 造发生改换的地方,如拐角、过孔、T型构造、接插件等处。因而设计互连线的目标即便尽 可能坚持信号受到的阻抗恒定。凡是瞬态阻抗发生了改换,局部信号将沿着与原散布方向相反的方向反射,而另一局部将继 续散布,但幅度有所改换。将瞬态阻抗发生改换的地方称为阻抗突变,或简称突变。反射信号的量值由瞬态阻抗的改变量定夺,如图所示。如果第一个区域瞬态阻抗是Z1,第 二个区域是Z2

2、,则反射信号与入射信号幅值之比为:Vre/Vin = (Z2-Z1)/(Z2+Z1)=rVre-反射电压;Vin -入射电压; r-反射系数。Z1-信号当时所在区域1的态阻抗;Z2-信号进去区域2时的态阻抗;两个区域的阻抗差异越大,反射信号量就越大。例如,1V信号沿个性阻抗为50欧姆的传输线散布,开始所受到的瞬态阻抗为50欧姆,当 它进去个性阻抗为 75 欧姆的区域时,反射系数为:(75-50)/(75+50)=0.2,反射电压为 1Vx0.2=0.2V。下面谈论反射发生的机理。在突变交界面处,无论是从区域 1 还是从区域 2 看过去,交界面两侧的电压和电流都一定是 相同的。边界处不可能揭示电

3、压不继续,否则这里会有一个无限大电场;也不可能揭示电流不继续 否则会有一个无限大的磁场。为了坚持分界面两侧的电压和电流相同,就必需注意联系式:V1=V2,I1=I2而I1=V1/Z1,I2=V2/Z2同时发生,显然,当两个区域的阻抗不同时,这些联系式绝不可能同时发生。为了使整个体系稳定,区域 1 中发生了一个反射回源端的电压。它的唯一目标即是吸纳入射 信号和传输信号之间不相称的电压和电流,如图所示。入射信号穿越度界面时,发生了反射电压和电流,从而使分界面两侧的电压和电流回路相相 称。入射信号Vin向着分界面散布,而传输信号Vtrans向远离分界面的方向散布。分界面两侧 电压雷同的条件:Vin+

4、Vre=Vtrans在区域1,分界处总电流由入射电流和反射电流定夺,它们散布方向相反。区域1分界面处 净电流为 Iin-Ire。在区域2中,电流等于Itranso离别从分界面两侧看进去,电流雷同的条件是:Iin- Ire =Itrans每个区域中的阻抗值为该区域中电压与电流的比值:Vin /Iin=Z1 Vre / Ire =Z1 Vtrans / Itrans =Z2代入电流表达式中得:Vin /Z1-Vre /Z1= Vtrans /Z2Vin /Z1- Vre /Z1=( Vin + Vre)/Z2Vin *(Z2-Z1)/(Z2*Z1)= Vre *(Z2+Z1)/(Z2*Z1)即:Vre / Vin =(Z2-Z1)/(Z2+Z1)= r这即便传输系数的定义。当信号沿传输线散布时遭到阻抗突变,在突变处将发生另一个波。该波将叠加在第1个波上, 向源端散布,其幅度等于入射电压的幅度乘以反射系数。反射系数描写了反射回源端的那局 部电压。传输系数描写了穿越交界面进去第二区域的局部入射电压。为了收缩和肃清反射,在高速电路板设计中的要当心四点:1. 利用可控阻抗互连线;2. 传输线两端起码有一端必需相称;3. 批准使多分支发生的波及最小化的布线拓扑构造;4. 使几何构造的不继续(突变)最小化。

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