Signalrefleksjon kan forårsake ringing. En typisk signalringing er vist i figur 1.

Så hvordan oppstår signalringingen?

Som nevnt tidligere, hvis en endring i impedans merkes under signaloverføring, vil signalrefleksjon oppstå. Dette signalet kan være signalet som sendes av sjåføren, eller det kan være det reflekterte signalet som reflekteres fra den andre enden. I henhold til refleksjonskoeffisientformelen, når signalet føler at impedansen blir mindre, vil negativ refleksjon oppstå, og den reflekterte negative spenningen vil føre til at signalet underskrides. Signalet reflekteres flere ganger mellom sjåføren og den eksterne lasten, og resultatet er signalringing. Utgangsimpedansen til de fleste brikker er veldig lav. Hvis utgangsimpedansen er mindre enn den karakteristiske impedansen til PCB sporing, vil signalringing uunngåelig oppstå hvis det ikke er noen kildeavslutning.

Prosessen med signalringing kan intuitivt forklares av sprettdiagrammet. Forutsatt at utgangsimpedansen til drivenden er 10 ohm, og den karakteristiske impedansen til PCB-sporet er 50 ohm (kan justeres ved å endre bredden på PCB-sporet, tykkelsen på dielektrikumet mellom PCB-sporet og den indre referansen plan), for enkelhets skyld for analysen, anta at den eksterne enden er åpen, det vil si at impedansen på den fjerne ende er uendelig. Drivenden sender et 3.3V spenningssignal. La oss følge signalet og løpe gjennom denne overføringslinjen en gang for å se hva som skjedde. For enkelhets skyld ignoreres påvirkningen av parasittisk kapasitans og parasittisk induktans til overføringslinjen, og bare resistive belastninger vurderes. Figur 2 er et skjematisk diagram av refleksjon.

Den første refleksjonen: signalet sendes ut fra brikken, etter 10 ohm utgangsimpedans og 50 ohm PCB karakteristisk impedans, er signalet faktisk lagt til PCB-sporet spenningen ved punkt A 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Overføring til det eksterne punktet B, fordi punkt B er åpent, er impedansen uendelig, og refleksjonskoeffisienten er 1, det vil si at alle signalene reflekteres, og det reflekterte signalet er også 2.75V. På dette tidspunktet er den målte spenningen ved punkt B 2.75+2.75=5.5V.

Andre refleksjon: den reflekterte spenningen på 2.75 V går tilbake til punkt A, impedansen endres fra 50 ohm til 10 ohm, negativ refleksjon oppstår, den reflekterte spenningen ved punkt A er -1.83 V, spenningen når punkt B, og refleksjonen skjer igjen, og den reflekterte spenningen er -1.83 V. På dette tidspunktet er den målte spenningen ved punkt B 5.5-1.83-1.83=1.84V.

Den tredje refleksjonen: -1.83V spenningen reflektert fra punkt B når punkt A, og negativ refleksjon oppstår igjen, og den reflekterte spenningen er 1.22V. Når spenningen når punkt B, oppstår regelmessig refleksjon igjen, og den reflekterte spenningen er 1.22V. På dette tidspunktet er den målte spenningen ved punkt B 1.84+1.22+1.22=4.28V.

I denne syklusen spretter den reflekterte spenningen frem og tilbake mellom punkt A og punkt B, noe som gjør at spenningen ved punkt B er ustabil. Observer spenningen ved punkt B: 5.5V->1.84V->4.28V->……, det kan sees at spenningen ved punkt B vil svinge opp og ned, som er signalet som ringer.

Hvordan oppstår signalringen i PCB-kretsen?

Grunnårsaken til signalringing er forårsaket av negativ refleksjon, og den skyldige er fortsatt impedansendring, som igjen er impedans! Når du studerer problemer med signalintegritet, vær alltid oppmerksom på impedansproblemer.

Signalet som ringer ved lastenden vil alvorlig forstyrre signalmottaket og forårsake logiske feil, som må reduseres eller elimineres. Derfor må impedanstilpasningsavslutninger utføres for lange overføringslinjer.