Odbijanje signala može uzrokovati zvonjenje. Tipično zvonjenje signala prikazano je na slici 1.

Dakle, kako dolazi do zvonjenja signala?

Kao što je ranije spomenuto, ako se osjeti promjena impedanse tokom prijenosa signala, doći će do refleksije signala. Ovaj signal može biti signal koji šalje vozač, ili može biti reflektirani signal reflektiran sa udaljenog kraja. Prema formuli koeficijenta refleksije, kada signal osjeti da impedancija postaje manja, pojavit će se negativna refleksija, a reflektirani negativni napon će uzrokovati da signal podniže. Signal se reflektuje više puta između vozača i daljinskog opterećenja, a rezultat je zvonjenje signala. Izlazna impedancija većine čipova je vrlo niska. Ako je izlazna impedansa manja od karakteristične impedanse PCB Trag, zvonjenje signala će se neizbježno dogoditi ako nema završetka izvora.

Proces zvonjenja signala može se intuitivno objasniti dijagramom odbijanja. Pod pretpostavkom da je izlazna impedansa kraja pogona 10 oma, a karakteristična impedansa traga PCB-a je 50 oma (može se podesiti promjenom širine traga PCB-a, debljine dielektrika između traga PCB-a i unutrašnje reference ravni), radi pogodnosti analize, pretpostavimo da je udaljeni kraj otvoren, odnosno da je impedansa udaljenog kraja beskonačna. Kraj pogona prenosi signal napona od 3.3 V. Pratimo signal i prođimo jednom kroz ovaj dalekovod da vidimo šta se dogodilo. Radi praktičnosti analize, zanemaruje se utjecaj parazitne kapacitivnosti i parazitne induktivnosti dalekovoda, a razmatraju se samo otporna opterećenja. Slika 2 je šematski dijagram refleksije.

Prva refleksija: signal se šalje iz čipa, nakon izlazne impedanse od 10 oma i karakteristične impedanse PCB-a od 50 oma, signal koji se zapravo dodaje u trag PCB-a je napon u tački A 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Prenos do udaljene tačke B, jer je tačka B otvorena, impedansa je beskonačna, a koeficijent refleksije je 1, odnosno svi signali se reflektuju, a reflektovani signal je takođe 2.75V. U ovom trenutku, izmjereni napon u tački B je 2.75+2.75=5.5V.

Druga refleksija: reflektovani napon od 2.75 V se vraća u tačku A, impedansa se menja sa 50 oma na 10 oma, javlja se negativna refleksija, reflektovani napon u tački A je -1.83 V, napon dostiže tačku B, i refleksija se ponovo javlja, a reflektovani napon je -1.83 V. U ovom trenutku, izmjereni napon u tački B je 5.5-1.83-1.83=1.84V.

Treća refleksija: -1.83V napon reflektovan od tačke B dostiže tačku A, i negativna refleksija se javlja ponovo, a reflektovani napon je 1.22V. Kada napon dostigne tačku B, ponovo dolazi do regularne refleksije, a reflektovani napon je 1.22V. U ovom trenutku, izmjereni napon u tački B je 1.84+1.22+1.22=4.28V.

U ovom ciklusu, reflektovani napon se odbija napred-nazad između tačke A i tačke B, uzrokujući da napon u tački B bude nestabilan. Posmatrajte napon u tački B: 5.5V->1.84V->4.28V->……, može se vidjeti da će napon u tački B fluktuirati gore-dolje, što je signal koji zvoni.

Kako se javlja zvonjenje signala u PCB kolu?

Osnovni uzrok zvonjenja signala je uzrokovana negativnom refleksijom, a krivac je i dalje promjena impedanse, a to je opet impedansa! Kada proučavate probleme integriteta signala, uvijek obratite pažnju na pitanja impedancije.

Zvonjenje signala na kraju opterećenja će ozbiljno ometati prijem signala i uzrokovati logičke greške, koje se moraju smanjiti ili eliminisati. Zbog toga se završeci usklađivanja impedanse moraju izvesti za duge dalekovode.