分析電阻在高速電路中的應用
發布時間:2018-12-24 責任編輯:lina
在一塊PCBA中(zhong),我(wo)們(men)所(suo)看(kan)到(dao)的(de)器(qi)件(jian)最(zui)多(duo)的(de)一(yi)定(ding)是(shi)電(dian)阻(zu)。如(ru)果(guo)說(shuo)芯(xin)片(pian)是(shi)電(dian)路(lu)的(de)大(da)腦(nao),那(na)麼(me)電(dian)阻(zu)便(bian)是(shi)連(lian)接(jie)各(ge)肢(zhi)體(ti)的(de)神(shen)經(jing)元(yuan)。在(zai)高(gao)速(su)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)電(dian)阻(zu)的(de)應(ying)用(yong)主(zhu)要(yao)有(you)4點。
1、限流作用
在高速電路中同時存在很多TTL芯片、MOSFET芯片、IGBT芯片、那麼芯片之間驅動兼容便尤為重要。當MOSFET電平驅動TTL芯片時,便需要加限流電阻。而相反則需要增加電源以增加驅動電流(設計到電平轉換電路)。
各種不同IC之間的接口驅動要求。
2、電阻精度
2.1、在高速電路中我們所需要的的采樣電路、分壓電路、反饋電路等由電阻組成時,我們需選用1%精度的電阻。
2.2、由於芯片的AD口都會存在上拉或者下拉電阻,此時情更需注意電阻值的選擇,使得測得的芯片AD口測得的電壓誤差小(涉及到MCU的AD口電阻匹配問題)
3、阻抗匹配
很多高速信號線上,如特性阻抗為75歐姆的CVBS信號線、特性阻抗為100歐姆的LVDS數據信號線、特性阻抗為90歐姆的USB高(gao)速(su)數(shu)據(ju)線(xian)上(shang),在(zai)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),路(lu)徑(jing)的(de)每(mei)一(yi)步(bu)都(dou)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)瞬(shun)態(tai)阻(zu)抗(kang),如(ru)果(guo)沿(yan)著(zhe)互(hu)聯(lian)線(xian)傳(chuan)輸(shu)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)感(gan)到(dao)的(de)瞬(shun)態(tai)阻(zu)抗(kang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),那(na)麼(me)一(yi)部(bu)分(fen)將(jiang)繼(ji)續(xu)走(zou)下(xia)去(qu),而(er)另(ling)外(wai)一(yi)部(bu)分(fen)將(jiang)反(fan)射(she)後(hou)源(yuan)端(duan)。
由you於yu各ge個ge信xin號hao線xian上shang所suo需xu要yao的de特te性xing阻zu抗kang不bu一yi致zhi,且qie信xin號hao源yuan的de阻zu抗kang不bu匹pi配pei。當dang源yuan內nei阻zu小xiao於yu傳chuan輸shu線xian內nei阻zu時shi將jiang出chu現xian振zhen鈴ling,也ye就jiu是shi過guo衝chong,過guo載zai傳chuan輸shu線xian。過guo大da的de過guo衝chong往wang往wang會hui損sun壞huai器qi件jian。而er如ru果guo源yuan內nei阻zu大da於yu傳chuan輸shu線xian阻zu抗kang時shi,便bian會hui出chu現xian欠qian衝chong,這zhe會hui引yin起qi電dian路lu邏luo輯ji處chu於yu不bu確que定ding狀zhuang態tai,可ke能neng導dao致zhi誤wu判pan或huo信xin號hao丟diu失shi。

信號線的過衝與欠衝現象
此時便需要串聯電阻、並聯電阻、上拉電阻、下拉電阻等手段改善阻抗匹配情況。減少高速信號線上的由於阻抗匹配失配的情況下造成的信號反射等情況。
端接電阻不僅可以限流還可以改善信號線阻抗匹配。
4、濾除高頻噪聲
當高速信號線之間串聯電阻後,電阻便和信號線間的分布電容及負載的輸入電容組成RC電路,降低信號邊沿的陡峭程度。此舉可以消除信號線的高頻噪聲,改善EMC。
例如,USB驅動器和USB線的阻抗匹配必須在USB D+和D-上串聯電阻,串聯電阻的要求為Rs+R串=USB線特性阻抗;
以下分別為串聯3ohm、51ohm、68ohm眼圖,RTmean和FTmean為上升和下降時間的平均值。

過衝較大

沒有過衝

電路參數
注意:若(ruo)電(dian)阻(zu)較(jiao)大(da)會(hui)造(zao)成(cheng)邊(bian)沿(yan)的(de)陡(dou)峭(qiao)程(cheng)度(du)過(guo)低(di),此(ci)時(shi)會(hui)造(zao)成(cheng)高(gao)速(su)數(shu)據(ju)由(you)於(yu)建(jian)立(li)時(shi)間(jian)與(yu)保(bao)持(chi)時(shi)間(jian)不(bu)足(zu)或(huo)裕(yu)量(liang)不(bu)夠(gou)而(er)丟(diu)失(shi)數(shu)據(ju),從(cong)數(shu)據(ju)眼(yan)圖(tu)上(shang)看(kan)即(ji)可(ke)區(qu)別(bie)。

R串=0ohm眼圖

R串=33ohm眼圖
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