Η αντανάκλαση του σήματος μπορεί να προκαλέσει κουδούνισμα. Ένα τυπικό κουδούνισμα σήματος φαίνεται στο Σχήμα 1.

Λοιπόν, πώς συμβαίνει το κουδούνισμα του σήματος;

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, εάν γίνει αισθητή μια αλλαγή στην σύνθετη αντίσταση κατά τη μετάδοση του σήματος, θα συμβεί ανάκλαση του σήματος. Αυτό το σήμα μπορεί να είναι το σήμα που στέλνει ο οδηγός ή μπορεί να είναι το ανακλώμενο σήμα που ανακλάται από το μακρινό άκρο. Σύμφωνα με τον τύπο του συντελεστή ανάκλασης, όταν το σήμα αισθάνεται ότι η σύνθετη αντίσταση γίνεται μικρότερη, θα προκύψει αρνητική ανάκλαση και η ανακλώμενη αρνητική τάση θα κάνει το σήμα να υποχωρήσει. Το σήμα αντανακλάται πολλές φορές μεταξύ του οδηγού και του απομακρυσμένου φορτίου και το αποτέλεσμα είναι να κουδουνίζει το σήμα. Η αντίσταση εξόδου των περισσότερων τσιπ είναι πολύ χαμηλή. Αν η σύνθετη αντίσταση εξόδου είναι μικρότερη από τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του PCB ίχνος, ο ήχος του σήματος θα συμβεί αναπόφευκτα εάν δεν υπάρχει τερματισμός πηγής.

Η διαδικασία του κουδουνίσματος του σήματος μπορεί να εξηγηθεί διαισθητικά από το διάγραμμα αναπήδησης. Υποθέτοντας ότι η αντίσταση εξόδου του άκρου της μονάδας είναι 10 ohms και η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του ίχνους PCB είναι 50 ohms (μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας το πλάτος του ίχνους PCB, το πάχος του διηλεκτρικού μεταξύ του ίχνους PCB και της εσωτερικής αναφοράς επίπεδο), για τη διευκόλυνση της ανάλυσης, ας υποθέσουμε ότι το απομακρυσμένο άκρο είναι ανοιχτό, δηλαδή η αντίσταση του μακρινού άκρου είναι άπειρη. Το άκρο της μονάδας μεταδίδει ένα σήμα τάσης 3.3 V. Ας ακολουθήσουμε το σήμα και ας διασχίσουμε αυτή τη γραμμή μεταφοράς μία φορά για να δούμε τι συνέβη. Για τη διευκόλυνση της ανάλυσης, η επίδραση της παρασιτικής χωρητικότητας και της παρασιτικής επαγωγής της γραμμής μεταφοράς αγνοείται και λαμβάνονται υπόψη μόνο τα ωμικά φορτία. Το σχήμα 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ανάκλασης.

Η πρώτη αντανάκλαση: το σήμα αποστέλλεται από το τσιπ, μετά από σύνθετη αντίσταση εξόδου 10 ohm και χαρακτηριστική αντίσταση PCB 50 ohm, το σήμα που προστίθεται στην πραγματικότητα στο ίχνος PCB είναι η τάση στο σημείο A 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Μετάδοση στο απομακρυσμένο σημείο Β, επειδή το σημείο Β είναι ανοιχτό, η σύνθετη αντίσταση είναι άπειρη και ο συντελεστής ανάκλασης είναι 1, δηλαδή ανακλώνται όλα τα σήματα και το ανακλώμενο σήμα είναι επίσης 2.75 V. Αυτή τη στιγμή, η μετρούμενη τάση στο σημείο Β είναι 2.75+2.75=5.5V.

Δεύτερη ανάκλαση: η ανακλώμενη τάση 2.75 V επιστρέφει στο σημείο Α, η σύνθετη αντίσταση αλλάζει από 50 Ω σε 10 Ω, εμφανίζεται αρνητική ανάκλαση, η ανακλώμενη τάση στο σημείο Α είναι -1.83 V, η τάση φτάνει στο σημείο Β και η ανάκλαση εμφανίζεται ξανά, και η ανακλώμενη τάση είναι -1.83 V. Αυτή τη στιγμή, η μετρούμενη τάση στο σημείο Β είναι 5.5-1.83-1.83=1.84V.

Η τρίτη ανάκλαση: Η τάση -1.83V που ανακλάται από το σημείο Β φτάνει στο σημείο Α και η αρνητική ανάκλαση εμφανίζεται ξανά και η ανακλώμενη τάση είναι 1.22 V. Όταν η τάση φτάσει στο σημείο Β, εμφανίζεται ξανά κανονική ανάκλαση και η ανακλώμενη τάση είναι 1.22 V. Αυτή τη στιγμή, η μετρούμενη τάση στο σημείο Β είναι 1.84+1.22+1.22=4.28V.

Σε αυτόν τον κύκλο, η ανακλώμενη τάση αναπηδά εμπρός και πίσω μεταξύ του σημείου Α και του σημείου Β, με αποτέλεσμα η τάση στο σημείο Β να είναι ασταθής. Παρατηρήστε την τάση στο σημείο Β: 5.5V->1.84V->4.28V->……, φαίνεται ότι η τάση στο σημείο Β θα κυμαίνεται πάνω-κάτω, που είναι το κουδούνισμα του σήματος.

Πώς εμφανίζεται το κουδούνισμα του σήματος στο κύκλωμα PCB;

Η βασική αιτία του κουδουνίσματος του σήματος προκαλείται από την αρνητική ανάκλαση και ο ένοχος εξακολουθεί να είναι η αλλαγή της σύνθετης αντίστασης, που είναι και πάλι η σύνθετη αντίσταση! Όταν μελετάτε ζητήματα ακεραιότητας σήματος, να δίνετε πάντα προσοχή σε θέματα σύνθετης αντίστασης.

Το κουδούνισμα του σήματος στο τέλος του φορτίου θα επηρεάσει σοβαρά τη λήψη του σήματος και θα προκαλέσει λογικά σφάλματα, τα οποία πρέπει να μειωθούν ή να εξαλειφθούν. Επομένως, οι τερματισμοί αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης πρέπει να εκτελούνται για μεγάλες γραμμές μεταφοράς.