Відображення сигналу може викликати дзвінок. Типовий сигнал дзвінка показаний на малюнку 1.

Отже, як виникає дзвінок сигналу?

Як згадувалося раніше, якщо під час передачі сигналу відчувається зміна імпедансу, відбудеться відбиття сигналу. Цей сигнал може бути сигналом, надісланим драйвером, або це може бути відбитий сигнал, відбитий від дальнього кінця. Відповідно до формули коефіцієнта відбиття, коли сигнал відчуває, що імпеданс стає меншим, виникне негативне відображення, а відбита негативна напруга призведе до заниження сигналу. Сигнал відбивається кілька разів між водієм і дистанційним навантаженням, і в результаті виникає сигнал дзвінка. Вихідний опір більшості мікросхем дуже низький. Якщо вихідний опір менший за характеристичний опір Друкована плата трасування, дзвінок сигналу неминуче виникне, якщо немає завершення джерела.

Процес дзвінка сигналу можна інтуїтивно пояснити за допомогою діаграми відскоку. Припускаючи, що вихідний опір кінця приводу становить 10 Ом, а характеристичний опір траси друкованої плати становить 50 Ом (можна регулювати, змінюючи ширину траси друкованої плати, товщину діелектрика між трасою друкованої плати та внутрішнім опорним елементом площині), для зручності аналізу, припустимо, що віддалений кінець відкритий, тобто імпеданс дальнього кінця нескінченний. Кінець приводу передає сигнал напруги 3.3 В. Давайте простежимо за сигналом і один раз пробіжимо цю лінію передачі, щоб побачити, що сталося. Для зручності аналізу вплив паразитної ємності та паразитної індуктивності лінії передачі ігнорується, а розглядаються лише резистивні навантаження. На малюнку 2 представлена ​​принципова схема відбиття.

Перше відображення: сигнал посилається з мікросхеми, після вихідного опору 10 Ом і характерного опору друкованої плати 50 Ом, фактично доданий до траси друкованої плати сигнал є напругою в точці А 3.3*50/(10+50)=2.75 V. Передача у віддалену точку В, оскільки точка В відкрита, опір нескінченний, а коефіцієнт відбиття дорівнює 1, тобто всі сигнали відбиваються, і відбитий сигнал також 2.75В. У цей час виміряна напруга в точці В становить 2.75+2.75=5.5В.

Друге відбиття: відбита напруга 2.75 В повертається в точку А, опір змінюється з 50 Ом до 10 Ом, виникає негативне відбиття, відбита напруга в точці А становить -1.83 В, напруга досягає точки В, і відображення відбувається знову, а відбита напруга -1.83 В. У цей час виміряна напруга в точці В становить 5.5-1.83-1.83=1.84В.

Третє відбиття: напруга -1.83 В, відбита від точки B, досягає точки A, і знову виникає негативне відображення, і відбита напруга становить 1.22 В. Коли напруга досягає точки B, регулярне відображення відбувається знову, і відбита напруга становить 1.22 В. У цей час виміряна напруга в точці В становить 1.84+1.22+1.22=4.28В.

У цьому циклі відбита напруга відскакує назад і вперед між точкою A і точкою B, викликаючи нестабільність напруги в точці B. Зверніть увагу на напругу в точці B: 5.5V->1.84V->4.28V->……, можна побачити, що напруга в точці B буде коливатися вгору і вниз, що є сигналом дзвінка.

Як виникає дзвінок сигналу в схемі друкованої плати?

Основною причиною дзвінка сигналу є негативне відображення, а причиною все ще є зміна імпедансу, що знову ж таки імпеданс! Вивчаючи проблеми цілісності сигналу, завжди звертайте увагу на питання імпедансу.

Дзвінок сигналу на кінці навантаження буде серйозно заважати прийому сигналу і викликати логічні помилки, які необхідно зменшити або усунути. Таким чином, для довгих ліній передачі необхідно виконувати узгодження імпедансу.