当信号传输线中存在阻抗不连续时信号波形会怎么样?

文摘   2024-10-04 10:17   上海  

       一般在信号传输过程中,会通过元件密集区、连接器区、过孔区等地方,这些地方也经常发生传输线的线宽变化,造成阻抗不连续,那这个变化会造成信号瞬态特性怎么变化呢?接下来就基于源端匹配或者负载端匹配时在传输线上串接一定特性阻抗突变和长度的传输线,来看看信号将发生什么变化。下图是用来评估的仿真拓扑图。

       下图结果为源端匹配时负载端和源端的时域波形,条件为加入的短传输线传输延时固定,而源端匹配电阻不一样,从下面的结果可以看到,阻抗变化的地方均产生了反射现象,为端接匹配阻抗为50Ohm时,信号只是存在一个延时台阶和阻抗分压的幅度差异。

       下图瞬态结果为源端匹配时负载端和源端的波形,条件为源端匹配电阻(上图为75Ohm,下图为25Ohm)固定,而加入的短传输线延时不一样,从下面仿真的结果看,反射噪声的的电压幅度与突变随传输线的阻抗变化而变化,阻抗偏差越小反射幅度越小,也就是约匹配,接近阻抗连续。    

接下来为负载端匹配时的仿真结果,如下图为固定的短传输线延时,不同匹配电阻,源端和负载端信号瞬态波形:

下图瞬态结果为负载端匹配时负载端和源端的波形,条件为源端匹配电阻(上图为75Ohm,下图为25Ohm)固定,而加入的短传输线延时不一样的瞬态波形:    

       从上面的实验结果可以看到,反射噪声的电压摆幅取决于突变传输线的延时td与信号上升沿tr的相对关系,在突变阻抗有±50%处,可知当延时td≤20%tr时,反射噪声电压幅度可以控制在信号幅度的10%左右,其中负载端并联匹配时的相对噪声摆幅小于源端串联匹配时的情况。

     

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