高速PCB板設(shè)計(jì)技術(shù)七

2.3 反射源產(chǎn)生的信號能量是由 Z0 歐姆決定的。即使線路本身好像是一個(gè)阻抗，但是它并不消耗能量。信號能量必須由負(fù)載阻抗（ZL）消耗,如圖 20。 如果希望得到從源到負(fù)載的最大傳輸能量，則希望源阻抗與負(fù)載阻抗相等。也就是說要傳輸給 ZL 全部信號，ZL 必須與 Z0相等。如果它們不相等，則有一部分能量將損耗，另外還有一部分回成為反射返回源。源發(fā)生器將調(diào)整輸出，以便補(bǔ)償“新”負(fù)載。 負(fù)載端的信號波形可以被認(rèn)為是原來產(chǎn)生的信號和后來負(fù)載產(chǎn)生的反射信號之和。波形的形狀依賴于負(fù)載阻抗與傳輸線阻抗的失調(diào)程度，以及信號傳輸時(shí)間（Tr）與傳播延遲時(shí)間的比率（t） ，Tr /t。如果傳輸時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于延遲時(shí)間，那么當(dāng)反射到達(dá)源的時(shí)候，原來的信號僅僅被改變了一點(diǎn)點(diǎn)。源發(fā)生器能夠補(bǔ)償“新”負(fù)載并且傳輸正確的信號，僅僅有一點(diǎn)點(diǎn)信號干擾。因此負(fù)載端信號僅僅有一點(diǎn)點(diǎn)過沖。 如果線路的傳輸延遲很長，反射在信號改變了一個(gè)較大的百分?jǐn)?shù)之后已經(jīng)回到了源，那么源發(fā)生器必須改變一個(gè)比較大的量去補(bǔ)償負(fù)載。負(fù)載又會反射新的一輪傳輸（the load reflects the new transition）,導(dǎo)致了振鈴（圖 17） 。 過沖的量和信號線的長度成比例，除非信號線延遲時(shí)間等于傳輸時(shí)間。在這種情況下，過沖和原傳輸相等，有效地將傳輸擺幅（swing）增大一倍。 會產(chǎn)生較大的反射的長信號線可以被認(rèn)為是一條傳輸線。一條線到底是信號線還是傳輸線，由可容忍的失真量決定。比較寬松的規(guī)定認(rèn)為如果一條信號線的傳輸時(shí)間小于 4倍的延遲時(shí)間的時(shí)候，一條信號線就可以被看作一條傳輸線（圖 22） ，也就是說 Tr/τ≥4。更保守的規(guī)定則需要Tr/τ小于8倍的傳輸時(shí)間的時(shí)候才將一條信號線認(rèn)為是一條傳輸線。一般來說，傳輸時(shí)間與延遲時(shí)間的比值越大，信號就越干凈。這樣，我們就知道什么樣長度的微波傳輸帶（microstrip line）必須被認(rèn)為是一條傳輸線。在現(xiàn)有的設(shè)備中， R t 范圍是從 5ns(特別是那些使用雙極技術(shù)的（bipolar technology）)到 1ns（比較新的雙極及 CMOS設(shè)備） 。它們的上升時(shí)間和相應(yīng)的信號線長度由下表 2 給出。對于傳輸時(shí)間小于 5ns的老設(shè)備來說， 小于 8.6英寸的信號線不一定要被看作是傳輸線。對于比較新、比較快的設(shè)備來說，即使是 2 英寸的信號線也要被看作是傳輸線。實(shí)際上，高速設(shè)備上所有的信號線都應(yīng)該被看作是傳輸線。 如果傳輸線上有分散的負(fù)載（如上文所提的例子） ，那么最小傳輸線的長度應(yīng)該被重新考慮。如表 3 所示，一條長度 4 英寸的信號線，如果 R t ＝5nS，那么它是一條傳輸線。如果Tr ＝1nS，那么小于 1 英寸的信號線應(yīng)該被認(rèn)為是一條傳輸線。