Како се јавља звоњење сигнала у ПЦБ колу?

Одбијање сигнала може изазвати звоно. Типично звоњење сигнала приказано је на слици 1.

ипцб

Dakle, kako se javlja zvonjenje signala?

Као што је раније поменуто, ако се током преноса сигнала осети промена импедансе, доћи ће до рефлексије сигнала. Овај сигнал може бити сигнал који шаље возач, или може бити рефлектовани сигнал рефлектован са удаљеног краја. Према формули коефицијента рефлексије, када сигнал осети да импеданса постаје мања, доћи ће до негативне рефлексије, а рефлектовани негативни напон ће проузроковати да сигнал подниже. Signal se reflektuje više puta između vozača i daljinskog opterećenja, a rezultat je zvonjenje signala. Излазна импеданса већине чипова је веома ниска. Ако је излазна импеданса мања од карактеристичне импедансе ПЦБ- траг, звоњење сигнала ће се неизбежно јавити ако нема завршетка извора.

Proces zvonjenja signala može se intuitivno objasniti dijagramom odbijanja. Под претпоставком да је излазна импеданса краја погона 10 ома, а карактеристична импеданса трага ПЦБ-а је 50 ома (може се подесити променом ширине трага ПЦБ-а, дебљине диелектрика између трага ПЦБ-а и унутрашње референце равни), ради погодности анализе, претпоставимо да је удаљени крај отворен, односно да је импеданса удаљеног краја бесконачна. Крај погона преноси сигнал напона од 3.3 В. Хајде да пратимо сигнал и прођемо једном кроз овај далековод да видимо шта се догодило. Ради погодности анализе, занемарује се утицај паразитне капацитивности и паразитне индуктивности далековода, а разматрају се само отпорна оптерећења. Слика 2 је шематски дијаграм рефлексије.

Prva refleksija: signal se šalje sa čipa, nakon izlazne impedanse od 10 oma i karakteristične impedanse PCB-a od 50 oma, signal koji je stvarno dodat u trag PCB-a je napon u tački A 3.3*50/(10+50)=2.75 В. Пренос до удаљене тачке Б, јер је тачка Б отворена, импеданса је бесконачна, а коефицијент рефлексије је 1, односно сви сигнали се рефлектују, а рефлектовани сигнал је такође 2.75В. U ovom trenutku, izmereni napon u tački B je 2.75+2.75=5.5V.

Друга рефлексија: рефлектовани напон од 2.75 В се враћа у тачку А, импеданса се мења са 50 ома на 10 ома, јавља се негативна рефлексија, рефлектовани напон у тачки А је -1.83 В, напон достиже тачку Б, а рефлексија се поново јавља, a reflektovani napon je -1.83 V. U ovom trenutku izmereni 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, a negativna refleksija se ponovo javlja, a reflektovani napon je 1.22V. Kada napon dostigne tačku B, ponovo se javlja redovna refleksija, a reflektovani napon je 1.22V. У овом тренутку, измерени напон у тачки Б је 1.84+1.22+1.22=4.28В.

U ovom ciklusu, reflektovani napon se odbija napred-nazad između tačke A i tačke B, uzrokujući da napon u tački B bude nestabilan. Посматрајте напон у тачки Б: 5.5В->1.84В->4.28В->……, може се видети да ће напон у тачки Б флуктуирати горе-доле, што је сигнал који звони.

Како се јавља звоњење сигнала у ПЦБ колу?

Основни узрок звоњења сигнала је узрокован негативном рефлексијом, а кривац је и даље промена импедансе, а то је опет импеданса! Kada proučavate pitanja integriteta signala, uvek obratite pažnju na pitanja impedanse.

Звоњење сигнала на крају оптерећења ће озбиљно ометати пријем сигнала и узроковати логичке грешке, које се морају смањити или елиминисати. Због тога се завршеци усклађивања импедансе морају извести за дуге далеководе.