Sinyal yansıması çalmaya neden olabilir. Tipik bir sinyal zil sesi Şekil 1’de gösterilmektedir.

Peki sinyal zili nasıl oluşur?

Daha önce de belirtildiği gibi, sinyal iletimi sırasında empedans değişikliği hissedilirse sinyal yansıması meydana gelir. Bu sinyal, sürücü tarafından gönderilen sinyal olabilir veya uzak uçtan yansıyan yansıyan sinyal olabilir. Yansıma katsayısı formülüne göre, sinyal empedansın küçüldüğünü hissettiğinde negatif yansıma oluşacak ve yansıyan negatif voltaj sinyalin altına inmesine neden olacaktır. Sinyal, sürücü ve uzak yük arasında birçok kez yansıtılır ve sonuç sinyal zilidir. Çoğu çipin çıkış empedansı çok düşüktür. Çıkış empedansı, cihazın karakteristik empedansından küçükse PCB iz, kaynak sonlandırması yoksa sinyal çalması kaçınılmaz olarak gerçekleşecektir.

Sinyal çalma süreci, sıçrama diyagramı ile sezgisel olarak açıklanabilir. Sürücü ucunun çıkış empedansının 10 ohm ve PCB izinin karakteristik empedansının 50 ohm olduğunu varsayarsak (PCB izinin genişliği, PCB izi ile iç referans arasındaki dielektrik kalınlığı değiştirilerek ayarlanabilir). düzlem), analiz kolaylığı için, uzak ucun açık olduğunu, yani uzak uç empedansının sonsuz olduğunu varsayalım. Sürücü ucu 3.3V voltaj sinyali iletir. Sinyali takip edelim ve ne olduğunu görmek için bu iletim hattından bir kez geçelim. Analiz kolaylığı için, iletim hattının parazitik kapasitansı ve parazitik endüktansının etkisi göz ardı edilir ve sadece dirençli yükler dikkate alınır. Şekil 2, yansımanın şematik bir diyagramıdır.

İlk yansıma: 10 ohm çıkış empedansı ve 50 ohm PCB karakteristik empedansından sonra sinyal çipten gönderilir, aslında PCB izine eklenen sinyal A noktasındaki voltajdır 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Uzak B noktasına iletim, çünkü B noktası açık, empedans sonsuzdur ve yansıma katsayısı 1’dir, yani tüm sinyaller yansıtılır ve yansıyan sinyal de 2.75V’dir. Bu anda, B noktasında ölçülen voltaj 2.75+2.75=5.5V’dir.

İkinci yansıma: 2.75V yansıyan voltaj A noktasına döner, empedans 50 ohm’dan 10 ohm’a değişir, negatif yansıma oluşur, A noktasında yansıyan voltaj -1.83V’dir, voltaj B noktasına ulaşır ve yansıma tekrar oluşur, ve yansıyan voltaj -1.83 V’tur. Bu sırada B noktasında ölçülen voltaj 5.5-1.83-1.83=1.84V’dir.

Üçüncü yansıma: B noktasından yansıyan -1.83V voltaj A noktasına ulaşır ve yine negatif yansıma oluşur ve yansıyan voltaj 1.22V olur. Voltaj B noktasına ulaştığında tekrar düzenli yansıma meydana gelir ve yansıyan voltaj 1.22V olur. Bu sırada B noktasında ölçülen gerilim 1.84+1.22+1.22=4.28V’dir.

Bu döngüde, yansıyan voltaj A noktası ile B noktası arasında ileri geri sıçrayarak B noktasındaki voltajın kararsız olmasına neden olur. B noktasındaki voltajı gözlemleyin: 5.5V->1.84V->4.28V->……, B noktasındaki voltajın yukarı ve aşağı dalgalanacağı görülebilir, bu sinyal zilidir.

PCB devresinde sinyal çınlaması nasıl oluşur?

Sinyal çalmanın temel nedeni, olumsuz yansımadan kaynaklanır ve suçlu yine empedans olan empedans değişikliğidir! Sinyal bütünlüğü sorunlarını incelerken her zaman empedans sorunlarına dikkat edin.

Yük ucunda çalan sinyal, sinyal alımını ciddi şekilde engelleyecek ve azaltılması veya ortadan kaldırılması gereken mantık hatalarına neden olacaktır. Bu nedenle, uzun iletim hatları için empedans eşleştirme sonlandırmaları yapılmalıdır.