容性負(fù)載的反射
發(fā)布時(shí)間:2008/10/17 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):1254
所有的實(shí)際接收器都有輸入門電容,接收器的封裝引線與返回路徑間也可能存在電容,這樣就相當(dāng)于在傳輸線的末端端接了一個(gè)容性負(fù)載,如圖1所示。系統(tǒng)的響應(yīng)波形與單純開路完全不同,因?yàn),電容是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的負(fù)載,它的瞬態(tài)阻抗隨時(shí)間變化而變化,時(shí)域中電容的阻抗為
式中,vc,=vl表示電容器兩端的瞬態(tài)電壓,c為電容量。
圖1 容性末端負(fù)載的反射
如果信號(hào)上升速度快于電容充電速度,那么在信號(hào)上升沿剛剛到達(dá)時(shí)電容兩端電壓將迅速上升,阻抗很小。隨著電容不斷充電,電容兩端的電壓變化率緩慢下降,電容阻抗明顯增大,時(shí)間足夠長(zhǎng)后,電容充電飽和,就相當(dāng)于開路。
瞬態(tài)阻抗決定反射系數(shù),隨著電容充電到飽和,反射系數(shù)也經(jīng)歷由-1到1的變化,這種變化帶來(lái)波形的特殊變化情形,如圖2和圖3所示給出了當(dāng)末端電容分別為0pf、2pf、5pf、10pf時(shí),仿真得到源端電壓vinput及負(fù)載電壓vl的波形。
圖2 末端負(fù)載電容變化時(shí)的源端電壓
圖3 末端負(fù)載電容變化時(shí)的接收端電壓
可見,容性負(fù)載的存在給接收端信號(hào)帶來(lái)了下沖噪聲及上升時(shí)間的變長(zhǎng)。事實(shí)上,就像通過(guò)電阻向電容充電,充電過(guò)程的10%~90%的上升時(shí)間記為
其中,zo為傳輸線特性阻抗。容性負(fù)載將給接收端信號(hào)的10%~90%的上升時(shí)間帶來(lái)時(shí)延。例如,電容為2pf,傳輸線阻抗為50ω時(shí),時(shí)延約為0.2 ns。對(duì)于上升時(shí)間ins的信號(hào),無(wú)足輕重,但對(duì)于上升時(shí)間0,1 ns的信號(hào),從圖3所示中就可以看出它的影響。此外,電容越大,其影響也就越大。
除終端電容外,測(cè)試焊盤、過(guò)孔、拐角、樁線等還會(huì)在均勻傳輸線的中途引入容性加載阻抗,用“hyperlynx”仿真如圖4所示的電路得到的結(jié)果如圖4所示。可以看出,此電容帶來(lái)的危害有欠沖及振鈴,尤其是欠沖,會(huì)隨著電容的增大變得越來(lái)越厲害。
圖4 均勻傳輸線的中途引入容性阻抗
不管是末端端接電容還是中途的不連續(xù)性寄生電容,都將造成欠沖及延長(zhǎng)上升沿時(shí)間的問(wèn)題,所以必須控制電路中的容性負(fù)載。首先,上述影響是由容性阻抗的負(fù)反射造成的,定義在信號(hào)上升邊沿的瞬時(shí)容抗為
當(dāng)信號(hào)上升沿到達(dá)此電容時(shí),這個(gè)并聯(lián)在信號(hào)路徑和返回路徑之間的容抗會(huì)引起負(fù)反射。為了盡量減小這種不連續(xù)的影響,并聯(lián)阻抗越大越好,通常要求加載電容的容抗zg遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳輸線特性阻抗zo,即
zc>>zo
圖5 中途容性負(fù)載變化時(shí)的接收端波形
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),定義
zc>5zo
也就是說(shuō),電路中允許并聯(lián)跨接的最大電容為
可見,隨著時(shí)鐘頻率的升高和上升沿的變短,對(duì)電路中寄生并聯(lián)電容的限制越來(lái)越大,也給pcb設(shè)計(jì)和元件選擇提出更高的要求。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來(lái)自維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)(www.dzsc.com)
所有的實(shí)際接收器都有輸入門電容,接收器的封裝引線與返回路徑間也可能存在電容,這樣就相當(dāng)于在傳輸線的末端端接了一個(gè)容性負(fù)載,如圖1所示。系統(tǒng)的響應(yīng)波形與單純開路完全不同,因?yàn),電容是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的負(fù)載,它的瞬態(tài)阻抗隨時(shí)間變化而變化,時(shí)域中電容的阻抗為
式中,vc,=vl表示電容器兩端的瞬態(tài)電壓,c為電容量。
圖1 容性末端負(fù)載的反射
如果信號(hào)上升速度快于電容充電速度,那么在信號(hào)上升沿剛剛到達(dá)時(shí)電容兩端電壓將迅速上升,阻抗很小。隨著電容不斷充電,電容兩端的電壓變化率緩慢下降,電容阻抗明顯增大,時(shí)間足夠長(zhǎng)后,電容充電飽和,就相當(dāng)于開路。
瞬態(tài)阻抗決定反射系數(shù),隨著電容充電到飽和,反射系數(shù)也經(jīng)歷由-1到1的變化,這種變化帶來(lái)波形的特殊變化情形,如圖2和圖3所示給出了當(dāng)末端電容分別為0pf、2pf、5pf、10pf時(shí),仿真得到源端電壓vinput及負(fù)載電壓vl的波形。
圖2 末端負(fù)載電容變化時(shí)的源端電壓
圖3 末端負(fù)載電容變化時(shí)的接收端電壓
可見,容性負(fù)載的存在給接收端信號(hào)帶來(lái)了下沖噪聲及上升時(shí)間的變長(zhǎng)。事實(shí)上,就像通過(guò)電阻向電容充電,充電過(guò)程的10%~90%的上升時(shí)間記為
其中,zo為傳輸線特性阻抗。容性負(fù)載將給接收端信號(hào)的10%~90%的上升時(shí)間帶來(lái)時(shí)延。例如,電容為2pf,傳輸線阻抗為50ω時(shí),時(shí)延約為0.2 ns。對(duì)于上升時(shí)間ins的信號(hào),無(wú)足輕重,但對(duì)于上升時(shí)間0,1 ns的信號(hào),從圖3所示中就可以看出它的影響。此外,電容越大,其影響也就越大。
除終端電容外,測(cè)試焊盤、過(guò)孔、拐角、樁線等還會(huì)在均勻傳輸線的中途引入容性加載阻抗,用“hyperlynx”仿真如圖4所示的電路得到的結(jié)果如圖4所示?梢钥闯,此電容帶來(lái)的危害有欠沖及振鈴,尤其是欠沖,會(huì)隨著電容的增大變得越來(lái)越厲害。
圖4 均勻傳輸線的中途引入容性阻抗
不管是末端端接電容還是中途的不連續(xù)性寄生電容,都將造成欠沖及延長(zhǎng)上升沿時(shí)間的問(wèn)題,所以必須控制電路中的容性負(fù)載。首先,上述影響是由容性阻抗的負(fù)反射造成的,定義在信號(hào)上升邊沿的瞬時(shí)容抗為
當(dāng)信號(hào)上升沿到達(dá)此電容時(shí),這個(gè)并聯(lián)在信號(hào)路徑和返回路徑之間的容抗會(huì)引起負(fù)反射。為了盡量減小這種不連續(xù)的影響,并聯(lián)阻抗越大越好,通常要求加載電容的容抗zg遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳輸線特性阻抗zo,即
zc>>zo
圖5 中途容性負(fù)載變化時(shí)的接收端波形
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),定義
zc>5zo
也就是說(shuō),電路中允許并聯(lián)跨接的最大電容為
可見,隨著時(shí)鐘頻率的升高和上升沿的變短,對(duì)電路中寄生并聯(lián)電容的限制越來(lái)越大,也給pcb設(shè)計(jì)和元件選擇提出更高的要求。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來(lái)自維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)(www.dzsc.com)
上一篇:感性加載的反射
上一篇:上升沿對(duì)反射的影響
熱門點(diǎn)擊
- 怎么測(cè)量變壓器的好壞
- 變壓器接線組別Yn d11是什么意思
- 變壓器鐵芯截面積的計(jì)算公式
- 怎么樣檢測(cè)繼電器好壞_電磁式繼電器的測(cè)量
- 音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)
- 汽車?yán)^電器啟動(dòng)機(jī)的原理作用圖
- 萬(wàn)用表測(cè)量區(qū)分單向雙向可控硅(晶閘管)
- 可控硅調(diào)壓電路原理_可控硅調(diào)壓器電路圖_晶閘
- 可控硅(晶閘管)強(qiáng)觸發(fā)脈沖系統(tǒng)的抗干擾措施
- 晶閘管(可控硅)兩端為什么并聯(lián)電阻和電容及阻
推薦技術(shù)資料
- FU-19推挽功放制作
- FU-19是國(guó)產(chǎn)大功率發(fā)射雙四極功率電二管,EPL20... [詳細(xì)]
- 100V高頻半橋N-溝道功率MOSFET驅(qū)動(dòng)
- 集成高端和低端 FET 和驅(qū)動(dòng)
- 柵極驅(qū)動(dòng)單片半橋芯片MP869
- 數(shù)字恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式(COT)應(yīng)用探究
- 高效率 (CSP/QFN/BG
- IC 工藝、封裝技術(shù)、單片設(shè)
- 多媒體協(xié)處理器SM501在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用
- 基于IEEE802.11b的EPA溫度變送器
- QUICCEngine新引擎推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)革新
- SoC面世八年后的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇
- MPC8xx系列處理器的嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
- dsPIC及其在交流變頻調(diào)速中的應(yīng)用研究