Jak działają rezystory terminujące; co się stanie, jeśli użyję niższych wartości?

Spróbuję połączyć 8-bitowy układ DDR2 o niskiej prędkości z układem FPGA i mam kilka kluczowych pytań, aby to zadziałało :-)

Czy to prawda, że ​​idea rezystora terminującego polega na tym, że większość sygnału jest przekazywana do GND, tak że tylko niewielka jego część odbija się z powrotem? Czy ktoś próbował umieścić, powiedzmy, 2-3 rezystory o mniejszej wartości, aby wiele reminingowych odbić nie było w fazie i powodowało mniej zakłóceń?

Linia transmisyjna może być modelowana jako nieskończony zestaw kondensatorów i cewek (bezstratny). Zaczynasz używać tego modelu, gdy linia elektryczna staje się na tyle duża, że ​​nie możesz myśleć o linii jako o natychmiastowym połączeniu.

Główny pomysł

Po pierwsze, obwód LC będzie miał pierścień, a jeśli nagle uderzy w „otwarty” zamiast innego obwodu LC, odbije się bardzo wysoko. Jeśli miałbyś zrobić model z 10 cewkami i 10 kondensatorami, łatwo by się to wydarzyło. Po umieszczeniu zakończenia na końcu tłumisz sygnał. Jeśli na końcu masz idealnie dopasowany rezystor, będziesz miał przeregulowanie 0, ponieważ rezystor rozproszy swoją moc.

Zakończenie źródła

Jeśli zamiast tego umieścisz rezystor pasujący do linii transmisyjnej szeregowo między źródłem a linią transmisyjną, uzyskasz jedną z najbardziej skutecznych technik terminacji. W tym przypadku linia może być doprowadzona tylko do 1/2 napięcia docelowego, ale sygnał przesuwa się w dół linii, a kiedy uderza w przerwę na drugim końcu (większość wejść jest prawie otwarta z bardzo dużymi impedancjami), odbija się, podwajając i dając ci pełne napięcie w odbiorniku. Sygnał następnie przemieszcza się do tyłu i, gdy dociera do źródła, kończy się na rezystorze.

To może nie być od razu jasne, bardzo sugerowałbym „High Speed ​​Digital Design: A Handbook of Black Magic”, ale to oznacza, że ​​twoja linia nie prowadzi prawie tak wysoko w jednym punkcie, a szum jest funkcją dV / dt. To tylko przerywa szum na linii u źródła, co pomaga dużej ilości. Gorąco polecam, abyś poszedł do mojego ulubionego podręcznika czarnej magii.

Impedancja śladowa

Większość ludzi słyszała o prostych formach równania indukcyjności i pojemności. Pojemność rośnie wraz z obszarem i maleje wraz z odległością. Indukcyjność rośnie wraz z rozmiarem pętli.

Jeśli pomyślisz o śladzie nad płaszczyzną podłoża, gdy poszerzysz ślad, obszar zwiększy się, ale odległość nie. Oznacza to, że twoja pojemność wzrasta, a indukcyjność pozostaje taka sama. Wraz ze wzrostem odległości obszar musi się znacznie zwiększyć, aby zachować tę samą impedancję.

Istnieje wiele różnych kalkulatorów. Natychmiast znalazłem jedną z wyszukiwarki Google .

Po prostu dopasuj swoją impedancję, dodaj pewne zakończenie i staraj się unikać złych praktyk, takich jak mostkowanie przez przerwę w płaszczyźnie uziemienia (Brak osadzonych śladów wokół tych linii sygnałowych). Mam nadzieję, że dzięki temu efekty fizyczne są nieco bardziej wyraźne.

Zbyt małe zakończenie?

Dostaniesz odbicia, ale zamiast podskakiwać, odbije się. Otwarcie podwoi twoje napięcie, wszystko odbije się do tyłu. Zwarcie robi odwrotnie, dając ci zerowe napięcie. To także znacznie zwiększa pochłanianie mocy przez kierowcę.

Wyobraź sobie linię transmisyjną jako wiązkę wiszących ciężarów połączonych sprężynami. Jeśli wszystko jest równomierne, a na północnym końcu linii przykłada się krótki popychacz na południe i przywraca się do pierwotnej pozycji, bardzo ładna fala rozchodzi się na południe wzdłuż linii; energia, która jest wkładana w każdy ciężar z jednej strony, zostanie idealnie dostarczona na drugą, tak że gdy fala przejdzie przez ciężar, ciężar będzie nieruchomy w swoim pierwotnym położeniu. Wszystko bardzo dobrze, dopóki fala nie dotrze do końca linii.

W tym momencie może się zdarzyć jedna z trzech ogólnych rzeczy:

1. Jeśli ostatni ciężar po stronie południowej może się swobodnie poruszać, gdy nic nie jest podłączone po jego stronie południowej, przyjmie energię z drugiej do ostatniej fali, ale nie będzie miał nic przeciwko czemu mógłby się naciskać. Odepchnięcie na północ, którego nie otrzymał od strony południowej, nie anuluje popychania na południe, które otrzymał od strony północnej. Nieskalowany moment pędu spowoduje, że pociągnie on ciężar na północ od niego na południe i rozpocznie falę, która rozprzestrzenia się na północ. Należy zauważyć, że podczas gdy pierwotna fala północ-południe była falą kompresyjną, w wyniku której fale przemieszczały się na krótko na południe od punktu początkowego, fala odbita będzie falą napięciową z falami przemieszczającymi się na południe.
2. Jeśli ostatni ciężar po stronie południowej ma sprężynę po stronie południowej przymocowaną do nieruchomej ściany, ściana odepchnie się mocniej niż byłby to jeden z normalnych obciążników. To trudniejsze odepchnięcie spowoduje, że ciężar wyśle ​​falę z powrotem w kierunku punktu początkowego; ta nowa fala będzie falą kompresyjną jak oryginał, ale spowoduje przesunięcie ciężarków na północ od punktu początkowego.
3. Jeśli południowa sprężyna najbardziej wysuniętego na południe ciężaru jest połączona z czymś, co oferuje odpowiednią ilość oporu, cała energia fali zostanie zrzucona na ten opór i nie będzie odbicia.

Scenariusz, w którym ostatnia waga ma pewien opór, ale nie w odpowiedniej ilości, zachowa się jako kombinacja (1) i (3) lub (2) i (3) powyżej. Scenariusz do strzelania to # 3.

Dopasowują impedancję do impedancji śladowej. Dlatego nie ma refleksji. Fakt, że mogą zatapiać prąd, jest tylko efektem ubocznym. Ich wartości należy obliczyć na podstawie impedancji śladowej oraz impedancji odbiornika i sterownika. High-Speed ​​Digital Design autorstwa Johnson & Graham to książka, którą polecam na ten temat.

Wiele rezystorów o mniejszej wartości zbyt mocno tłumi sygnał. Może być również bardziej prądowy niż może obsłużyć kierowca.

Zasada rezystorów zakończeniowych polega na dopasowaniu impedancji twoich wejść do impedancji twoich linii przesyłowych (PCB) i źródła. Zazwyczaj piny wejściowe mają wysoką impedancję wejściową, ponieważ są to CMOS. Dodanie rezystora o małej wartości równolegle do pinu wejściowego o wysokiej impedancji skutecznie ustawi impedancję wejściową na dodany rezystor. Jest to przydatne, ponieważ impedancja wyjściowa jest zwykle dość niska i łatwo jest utworzyć linię transmisyjną z mikropaskami o niskiej impedancji.

Celem zastosowania rezystora terminującego jest możliwie jak najbliższe zbliżenie go do pinu wejściowego. Używanie wielu oporników byłoby mniej optymalne, ponieważ opornik jest mniej podobny do elementu skupionego. Drugą rzeczą jest to, że powinieneś znać swoją impedancję docelową. Posiadanie rezystancji większej lub mniejszej niż impedancja spowoduje niedopasowanie, co spowoduje odbicia.

Nie do końca znam jego mechanikę, ale celem rezystora końcowego jest sprawienie, aby wyglądało to tak, jakby ścieżka transmisji trwała wiecznie. Każda zmiana impedancji spowoduje odbicia, takie jak złącza, uszkodzenie ścieżki transmisji lub (oczywiście) przejście na ścieżkę o innej impedancji.

Użycie rezystora o niższej wartości (nie jestem pewien, co rozumiesz przez wiele rezystorów o mniejszej wartości - jeśli umieścisz je w dowolnej konfiguracji, otrzymasz po prostu inną efektywną rezystancję o gorszej wydajności HF, gdy się rozprzestrzeni). sterowniki do pozyskiwania i pochłaniania wyższych mocy niż normalnie, co może powodować uszkodzenia.

Współczynnik odbicia będzie ujemny, tak odbita fala miałoby 180 ° przesunięcie fazowe w wyniku przechodzenia do dolnego nośnika impedancji.