信號(hào)上的串聯(lián)電阻是如何改善信號(hào)質(zhì)量的

一般我們?cè)谶M(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)留意到有些信號(hào)會(huì)串聯(lián)一個(gè)電阻，那么大家是否有想過(guò)所串聯(lián)的電阻是有什么作用呢？

大家可以看一下下面圖示的案例，信號(hào)是從CPU處出來(lái)再接到DDR顆粒的，每一個(gè)DDR數(shù)據(jù)線都有串聯(lián)一個(gè)電阻，其實(shí)這個(gè)串聯(lián)電阻的作用是進(jìn)行阻抗匹配的，防止信號(hào)發(fā)生反射。

我們接下來(lái)用allegro軟件自帶的sigxplorer軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證一下，我們主要分析驗(yàn)證一下這個(gè)電阻他是如何進(jìn)行阻抗匹配以及電阻阻值應(yīng)該如何選??！

首先我們需要按照下圖先對(duì)鏈路進(jìn)行搭建，并且把傳輸線阻抗改為常規(guī)的單端50ohm，

然后再把tx和rx的模型改為1.8v的高速模型

電阻的阻值大小我們分為6種情況進(jìn)行仿真，如下圖所示，看電阻大小對(duì)實(shí)際信號(hào)反射的改善效果,以及把模式切換成reflection，進(jìn)行信號(hào)反射仿真

設(shè)置好前面的參數(shù)之后我們點(diǎn)擊仿真，可以看到我們?nèi)缦路抡娴慕Y(jié)果，rx端所接收到的波形，可以看到當(dāng)我們前面沒有串聯(lián)電阻的時(shí)候信號(hào)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)沖現(xiàn)象，當(dāng)我們不斷把電阻加大的時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)的過(guò)沖在不斷的減小，但是當(dāng)電阻為40歐姆和50歐姆的時(shí)候，信號(hào)的上升沿發(fā)生了欠沖的現(xiàn)象（上升沿變緩），當(dāng)電阻在30歐姆的時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)的質(zhì)量是最好的！

從上面的仿真結(jié)果我們知道電阻的大小會(huì)對(duì)波形產(chǎn)生不同的影響，而且電阻不是越大越好也不是越小越好，我們只有選擇合適的串聯(lián)電阻才能達(dá)到改善信號(hào)反射的效果。一般我們所選取的電阻大小為22-30歐之間，當(dāng)然實(shí)際要確定這個(gè)阻值的具體大小最好是通過(guò)仿真驗(yàn)證決定或者在后期調(diào)試階段可以更換電阻的阻值從而達(dá)到阻抗匹配的目的。

這其中的原理是因?yàn)樵趖x端有一個(gè)內(nèi)阻（內(nèi)阻不是一個(gè)固定值，他是會(huì)變化的），一般是小于50歐姆的，而傳輸線阻抗為50歐姆，兩者阻抗不一致則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生反射，我們?cè)谛盘?hào)前面加一個(gè)電阻的作用則是為了改善信號(hào)的反射，使得信號(hào)內(nèi)阻加上串接電阻的阻值等于或者接近傳輸線的阻抗，從而消除信號(hào)的反射。

以DDR為例，現(xiàn)在的DDR基本上都不會(huì)有串接電阻了，當(dāng)然并不是說(shuō)不需要這個(gè)電阻，是因?yàn)楝F(xiàn)在的DDR有了ODT技術(shù)，相當(dāng)于把電阻集成到芯片內(nèi)部了（而且電阻可調(diào)），所以我們外部的數(shù)據(jù)線是不需要添加串聯(lián)的端接電阻了，但是需要注意的是，ODT技術(shù)是針對(duì)數(shù)據(jù)線來(lái)說(shuō)的，不包含地址線，控制線，時(shí)鐘線，所以地址線，控制線，時(shí)鐘線如果不做處理的化也會(huì)有信號(hào)發(fā)生反射，除了串聯(lián)端接外我們還有并聯(lián)端接可以降低信號(hào)的反射，不同的端接方式有不同的應(yīng)用場(chǎng)景以及有不同效果，這個(gè)電阻我們需要盡量靠近tx端進(jìn)行放置才有效果，如果放置的過(guò)遠(yuǎn)則不會(huì)起到改善信號(hào)反射的效果，我們下次也可以驗(yàn)證一下電阻如果放置的過(guò)遠(yuǎn)信號(hào)的波形會(huì)產(chǎn)生什么變化。

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