La reflexió del senyal pot provocar sons. A la figura 1 es mostra un senyal típic de trucada.

Llavors, com es produeix el timbre del senyal?

Com s’ha esmentat anteriorment, si es nota un canvi en la impedància durant la transmissió del senyal, es produirà una reflexió del senyal. Aquest senyal pot ser el senyal enviat pel conductor, o pot ser el senyal reflectit reflectit des de l’extrem llunyà. Segons la fórmula del coeficient de reflexió, quan el senyal sent que la impedància es fa més petita, es produirà una reflexió negativa i la tensió negativa reflectida farà que el senyal disminueixi. El senyal es reflecteix diverses vegades entre el conductor i la càrrega remota, i el resultat és el senyal que sona. La impedància de sortida de la majoria de xips és molt baixa. Si la impedància de sortida és inferior a la impedància característica de la PCB traça, el senyal es produirà inevitablement si no hi ha cap terminació de font.

El procés de trucada del senyal es pot explicar de manera intuïtiva pel diagrama de rebot. Suposant que la impedància de sortida de l’extrem de la unitat és de 10 ohms i la impedància característica de la traça de la PCB és de 50 ohms (es pot ajustar canviant l’amplada de la traça de la PCB, el gruix del dielèctric entre la traça de la PCB i la referència interna pla), per a la comoditat de l’anàlisi, suposem que l’extrem remot està obert, és a dir, la impedància de l’extrem llunyà és infinita. L’extrem de la unitat transmet un senyal de tensió de 3.3 V. Seguim el senyal i passem una vegada per aquesta línia de transmissió per veure què ha passat. Per a la comoditat de l’anàlisi, s’ignora la influència de la capacitat parasitària i la inductància parasitària de la línia de transmissió i només es tenen en compte les càrregues resistives. La figura 2 és un diagrama esquemàtic de la reflexió.

La primera reflexió: el senyal s’envia des del xip, després d’una impedància de sortida de 10 ohms i una impedància característica de la PCB de 50 ohms, el senyal que realment s’afegeix a la traça de la PCB és la tensió al punt A 3.3 * 50/(10 + 50) = 2.75 V. Transmissió al punt remot B, perquè el punt B està obert, la impedància és infinita i el coeficient de reflexió és 1, és a dir, tots els senyals es reflecteixen i el senyal reflectit també és de 2.75 V. En aquest moment, la tensió mesurada al punt B és 2.75+2.75=5.5V.

Segona reflexió: la tensió reflectida de 2.75 V torna al punt A, la impedància canvia de 50 ohms a 10 ohms, es produeix una reflexió negativa, la tensió reflectida al punt A és -1.83 V, la tensió arriba al punt B i la reflexió es torna a produir, i la tensió reflectida és de -1.83 V. En aquest moment, la tensió mesurada al punt B és de 5.5-1.83-1.83=1.84V.

La tercera reflexió: la tensió de -1.83 V reflectida des del punt B arriba al punt A i la reflexió negativa es torna a produir, i la tensió reflectida és de 1.22 V. Quan la tensió arriba al punt B, es torna a produir una reflexió regular i la tensió reflectida és de 1.22 V. En aquest moment, la tensió mesurada al punt B és 1.84+1.22+1.22=4.28V.

En aquest cicle, la tensió reflectida rebota d’anada i tornada entre el punt A i el punt B, fent que la tensió al punt B sigui inestable. Observeu la tensió al punt B: 5.5V->1.84V->4.28V->……, es pot veure que la tensió al punt B fluctuarà amunt i avall, que és el senyal que sona.

Com es produeix el timbre del senyal al circuit PCB?

La causa principal del son del senyal és causada per la reflexió negativa, i el culpable encara és el canvi d’impedància, que torna a ser la impedància! Quan estudieu problemes d’integritat del senyal, presteu sempre atenció als problemes d’impedància.

El senyal que sona al final de la càrrega interferirà seriosament amb la recepció del senyal i provocarà errors lògics, que s’han de reduir o eliminar. Per tant, les terminacions d’adaptació d’impedància s’han de realitzar per a línies de transmissió llargues.