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电路中的串联电阻都有哪些作用？

科技科技 2024-05-08 12:40 上海

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在电路设计中，我们常常会在部分模块的信号链路之间，增加一个串联电阻，从几ohm~几kohm不等，这篇文章给新手小白图文并茂地讲解一下。

1、串联端接，抑制反射

在高速信号电路中，当信号在传输线传播时，感受到的瞬时阻抗发生变化就会导致反射，进而带来过冲、振铃、回沟等一系列现象。

比如，在UFS/eMMC的单端时钟信号设计当中，我们通常需要对传输线做50omh的阻抗控制。但由于host在设计时，通常存在一个内阻R1，此时就需要我们靠近host pin串联一个几十ohm电阻R2，使R1+R2=50ohm，即我们常说的串联端接。以此来抑制信号反射。

如下图ADS仿真所示：

2、ESD/EOS防护

电阻的限流、分压作用，是大家最耳熟能详的了。电阻中串联电阻进行ESD/EOS防护，就是利用的电阻这个最基本的性能。当信号受到ESD/EOS干扰后，电阻可以分摊掉一定的能量，从而保护了后级IC。

但是通常需要搭配TVS管来用更加保险，避免较大的能量直接烧毁电阻。如下图所示，TVS可以将大多数能量吸收，串联的电阻则锦上添花。

电阻值的选择，可以根据信号速率、过流需求来选择：几十ohm~几kohm不等。

3、滤波

在一些敏感信号或电源中，比如音频信号。通常会串联电阻和电容搭配形成RC滤波，用于抑制网络上的噪声。在某些场景中，还可以将电阻替换成同封装的电感或磁珠，以获得更好的频率选择和过流特性。

4、方便调试

几乎在所有的设计当中，都能见到大量串联0ohm的"冗余"设计，说到底就是为了方便调试和兼容设计。

如下图的三个例子：在关键电源中串联0ohm电阻，方便对电流/效率的精确测量；在一些功能切换的场景，也可以预留0ohm，方便回板后调试；在一些敏感电路或时钟电路中，也可以预留0ohm电阻，预留滤波调试手段。

总结一下，信号链路中串联电阻主要用途基本就是上述4种：

串联端接、抑制反射；

ESD/EOS防护；

滤波；

方便调试。

以上就是本期分享的所有内容啦，欢迎大家持续关注，更多干货正在快马加鞭地赶来。

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多年一线大厂手机硬件资深开发工程师、新晋AR领域高级硬件工程师。定期分享硬件干货知识、调试案例、电路设计等知识！