Signalreflektion kan forårsage ringning. En typisk signalringning er vist i figur 1.

Så hvordan opstår signalringningen?

Som nævnt tidligere, hvis der mærkes en ændring i impedans under signaltransmission, vil signalreflektion forekomme. Dette signal kan være det signal, der sendes af føreren, eller det kan være det reflekterede signal, der reflekteres fra den fjerne ende. Ifølge reflektionskoefficientformlen, når signalet føles, at impedansen bliver mindre, vil der forekomme negativ refleksion, og den reflekterede negative spænding vil få signalet til at underskride. Signalet reflekteres flere gange mellem føreren og den eksterne last, og resultatet er, at signalet ringer. Udgangsimpedansen for de fleste chips er meget lav. Hvis udgangsimpedansen er mindre end den karakteristiske impedans af PCB sporing, vil signalringning uundgåeligt forekomme, hvis der ikke er nogen kildeterminering.

Processen med signalringning kan intuitivt forklares ved afvisningsdiagrammet. Forudsat at udgangsimpedansen for drevenden er 10 ohm, og den karakteristiske impedans af PCB-sporet er 50 ohm (kan justeres ved at ændre bredden af ​​PCB-sporet, tykkelsen af ​​dielektrikumet mellem PCB-sporet og den indre reference plan), for at lette analysen, antag, at den fjerne ende er åben, det vil sige, at den fjerne ende-impedans er uendelig. Drevet udsender et 3.3V spændingssignal. Lad os følge signalet og løbe gennem denne transmissionslinje én gang for at se, hvad der skete. For at gøre det nemmere for analysen ignoreres indflydelsen af ​​parasitisk kapacitans og parasitisk induktans af transmissionslinjen, og kun resistive belastninger tages i betragtning. Figur 2 er et skematisk diagram af refleksion.

Den første refleksion: signalet sendes ud fra chippen, efter 10 ohm udgangsimpedans og 50 ohm PCB karakteristisk impedans, er signalet faktisk tilføjet til PCB-sporet spændingen ved punkt A 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Transmission til det fjerne punkt B, fordi punkt B er åbent, impedansen er uendelig, og reflektionskoefficienten er 1, det vil sige, at alle signalerne reflekteres, og det reflekterede signal er også 2.75V. På dette tidspunkt er den målte spænding ved punkt B 2.75+2.75=5.5V.

Anden refleksion: den reflekterede spænding på 2.75 V vender tilbage til punkt A, impedansen ændres fra 50 ohm til 10 ohm, negativ refleksion opstår, den reflekterede spænding i punkt A er -1.83 V, spændingen når punkt B, og refleksionen opstår igen, og den reflekterede spænding er -1.83 V. På dette tidspunkt er den målte spænding ved punkt B 5.5-1.83-1.83=1.84V.

Den tredje refleksion: -1.83V spændingen reflekteret fra punkt B når punkt A, og negativ refleksion opstår igen, og den reflekterede spænding er 1.22V. Når spændingen når punkt B, sker der igen regulær refleksion, og den reflekterede spænding er 1.22V. På dette tidspunkt er den målte spænding ved punkt B 1.84+1.22+1.22=4.28V.

I denne cyklus hopper den reflekterede spænding frem og tilbage mellem punkt A og punkt B, hvilket får spændingen i punkt B til at være ustabil. Observer spændingen ved punkt B: 5.5V->1.84V->4.28V->……, det kan ses, at spændingen ved punkt B vil svinge op og ned, hvilket er signalet, der ringer.

Hvordan opstår signaleringen i PCB-kredsløbet?

Grundårsagen til signalringning er forårsaget af negativ refleksion, og synderen er stadig impedansændring, som igen er impedans! Når du studerer problemer med signalintegritet, skal du altid være opmærksom på impedansproblemer.

Signalet, der ringer ved belastningsenden, vil alvorligt forstyrre signalmodtagelsen og forårsage logiske fejl, som skal reduceres eller elimineres. Derfor skal impedanstilpasningstermineringer udføres for lange transmissionslinjer.