Signalreflektion kan orsaka ringsignaler. En typisk signalringning visas i figur 1.

Så hur uppstår signalringningen?

Som tidigare nämnts, om en förändring i impedansen känns under signalöverföring, kommer signalreflektion att inträffa. Denna signal kan vara signalen som skickas av föraren, eller så kan det vara den reflekterade signalen som reflekteras från den bortre änden. Enligt formeln för reflektionskoefficienten, när signalen känner att impedansen blir mindre, kommer negativ reflektion att uppstå, och den reflekterade negativa spänningen gör att signalen underskrids. Signalen reflekteras flera gånger mellan föraren och fjärrlasten, och resultatet är en signal som ringer. Utgångsimpedansen för de flesta chips är mycket låg. Om utgångsimpedansen är mindre än den karakteristiska impedansen för PCB spårning kommer signalringning oundvikligen att inträffa om det inte finns någon källavslutning.

Processen för signalringning kan intuitivt förklaras av studsdiagrammet. Om man antar att utgångsimpedansen från drivänden är 10 ohm och den karakteristiska impedansen för PCB-spåret är 50 ohm (kan justeras genom att ändra bredden på PCB-spåret, tjockleken på dielektrikumet mellan PCB-spåret och den inre referensen plan), för att underlätta analysen, anta att den avlägsna änden är öppen, det vill säga att fjärrändens impedans är oändlig. Drivenden sänder en 3.3V spänningssignal. Låt oss följa signalen och springa genom denna transmissionsledning en gång för att se vad som hände. För att underlätta analysen ignoreras påverkan av parasitisk kapacitans och parasitisk induktans hos transmissionsledningen, och endast resistiva belastningar beaktas. Figur 2 är ett schematiskt diagram av reflektion.

Den första reflektionen: signalen skickas ut från chipet, efter 10 ohm utgångsimpedans och 50 ohm PCB karakteristisk impedans, är signalen som faktiskt läggs till PCB-spåret spänningen vid punkt A 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Sändning till den avlägsna punkten B, eftersom punkt B är öppen, är impedansen oändlig och reflektionskoefficienten är 1, det vill säga alla signaler reflekteras, och den reflekterade signalen är också 2.75V. Vid denna tidpunkt är den uppmätta spänningen vid punkt B 2.75+2.75=5.5V.

Andra reflektionen: den reflekterade spänningen på 2.75 V återgår till punkt A, impedansen ändras från 50 ohm till 10 ohm, negativ reflektion inträffar, den reflekterade spänningen vid punkt A är -1.83 V, spänningen når punkt B, och reflektionen inträffar igen, och den reflekterade spänningen är -1.83 V. Vid denna tidpunkt är den uppmätta spänningen vid punkt B 5.5-1.83-1.83=1.84V.

Den tredje reflektionen: -1.83V-spänningen som reflekteras från punkt B når punkt A, och negativ reflektion inträffar igen, och den reflekterade spänningen är 1.22V. När spänningen når punkt B sker regelbunden reflektion igen, och den reflekterade spänningen är 1.22V. Vid denna tidpunkt är den uppmätta spänningen vid punkt B 1.84+1.22+1.22=4.28V.

I denna cykel studsar den reflekterade spänningen fram och tillbaka mellan punkt A och punkt B, vilket gör att spänningen vid punkt B blir instabil. Observera spänningen vid punkt B: 5.5V->1.84V->4.28V->……, det kan ses att spänningen vid punkt B kommer att fluktuera upp och ner, vilket är signalen som ringer.

Hur uppstår signalringningen i PCB-kretsen?

Grundorsaken till signalringning orsakas av negativ reflektion, och den skyldige är fortfarande impedansförändring, vilket återigen är impedans! När du studerar problem med signalintegritet, var alltid uppmärksam på impedansproblem.

Signalen som ringer vid laständen kommer allvarligt att störa signalmottagningen och orsaka logiska fel, som måste reduceras eller elimineras. Därför måste impedansanpassningsavslutningar utföras för långa transmissionsledningar.