系列终止应使用停止响
当数字信号运行太快,他们可以在短的痕迹或激发共振可以创建必须抑制EMI。有许多方法来这样做,但有一些公共汽车,人们很容易看到一个阻尼振荡并尝试应用阻尼降低瞬态响应的强度。
这是正确的方法吗?人们常说,数字信号的信号swing /创建这些类型的信号完整性问题,这样看来,减速驱动组件的输出将是解决方案。但当它是适当使用系列终止在一个I / O停止响?答案取决于响的来源,和跟踪和负载的电气特性。
响的瞬态响应
当铃声存在的输出一个数字I / O,这将显示为一个示波器测量的阻尼振荡。行为是著名的共振现象,特别是由于励磁系统的输入了。在CMOS逻辑电路,这走的输入是一个快速变化的数字信号,触发一个CMOS缓冲电路,这导致一个信号传播到输出完成电路板的电路。
当我们提到“响”,我们不是在谈论你会看到由于制件响应反复思考从impedance-mismatched负载的输电线路。相反,我们指的是观察响在驱动组件的输出接脚。的情况下边缘速度快,这个欠阻尼的振动有两个可能的原因:
- 短不匹配的传输线共振
- 地面反弹或供应短或长输电线路上弹跳
影响可以结合产生一个瞬态响应短输电线路。这是在时域测量时,产生的振动会像图所示。
瞬态反应可以有多个贡献者结合产生振铃,或者可以独立运作并结合产生更复杂的响了。
那么我们如何解决这个问题?这需要更详细地看着这两个效果。
短不匹配的传输线共振
当输电线路电短(上升时间> >传播延迟),它是可能的负载电容与电容,电感,和源电阻。在这些规范中,负载电容将有助于确定在公共汽车上观察到的信号上升时间。这是由于信号有效地在公共汽车上到处都存在,我们有三集总参数电路元素决定共振的可能性:
- 跟踪电感(~ 5的nH /英寸)
- 跟踪电容(通常~ 100 pF /英寸)
- 跟踪阻力(通常~ 50莫姆/英寸)
- 负载电容(~ 1 pF到~ 100 pF)
- 源阻抗(通常在~ 1欧姆电阻或更少)
在这个配置中,我们有一个RLC电路,因此它将有一个典型RLC瞬态响应。这个设置适用于阻尼电阻,因此,合理的期望,将驱动程序的输出电阻将减少振铃。如果你看看这个总线电容和忽略电感,电阻会增加公共汽车的RC时间常数。从两个视角,解释是有意义的。
然而,如果你计算临界阻尼情况下的极限(留给读者作为练习),你会发现时的瞬态响应将会非常弱阻尼负载电容在某些范围内,也许10 pF 50 pF。这导致带宽下的阻尼振荡频率坐截止的信号。
特定的限制取决于上述其他集中参数值,但总的来说较小负载电容会导致更大的短线路振铃。在实际情况下,这主要是观察当与一个高级组件,低负载电容和电感太多。你可以观察这当连接一个缓慢的信号从一个ASIC,例如,一个I / O处理器和FPGA,这些针低负载电容。
地面反弹或供应短或长输电线路上弹跳
地面反弹可以发生在短或长输电线路由于电感过剩的驱动程序组件的地面回波路径,它成为著名的在CMOS开关缓冲区。典型的等效电路说明多余的电感的位置如下所示。
地面反弹等效电路和电感的位置。
这里我们也形成一个等价的RLC电路电容之间的线,线电感,寄生CMOS缓冲器(包括国家抵抗),和接地销安装电感。如果线短,负载电容也如上所述。结果是一个瞬态响应RLC电路的典型。
一个电阻应使用吗?这取决于电气线路长度和阻抗的要求规格:
- 如果线电短期和I / O不是impedance-controlled,然后串联电阻器是适当的。
- 如果线电阻抗控制,然后一系列电阻不得使用。相反,地方绕过正确/去耦电容并确保你总体较低生产阻抗。
总结
下表总结了以上情况并提供一些指导解决方案。
短不匹配的传输线 |
长输电线路 |
解决方案 |
|
电容加载谐振 |
X |
N /一个 |
串联电阻在司机销和/或更大的负载电容 |
地面/供应反弹 |
X |
X |
旁路电容 |
多次反射 |
N /一个 |
X |
负载阻抗匹配 |
在一个实际的PCB布局,使用串联电阻器减缓数字信号应该限制在某些情况下,特别是涉及电短行轻轻加容。另一个实例是在适度长在较慢的单端总线(SPI),母线电容较低;该系列电阻器将增加公交车的时间常数。在这两种情况下,通过应用阻尼电阻器将放缓的信号。
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