一、PCB走線中途容性負載反射

 

很多時候，PCB走線中途會經過過孔
、測試點焊盤、短的stubxiandeng，doucunzaijishengdianrong，biranduixinhaozaochengyingxiang。zouxianzhongtudedianrongduixinhaodeyingxiangyaocongfasheduanhejieshouduanlianggefangmianfenxi，duiqidianhezhongdiandouyouyingxiang。

 

 

首shou先xian看kan一yi下xia對dui信xin號hao發fa射she端duan的de影ying響xiang。當dang一yi個ge快kuai速su上shang升sheng的de階jie躍yue信xin號hao到dao達da電dian容rong時shi，電dian容rong快kuai速su充chong電dian
，充chong電dian電dian流liu和he信xin號hao電dian壓ya上shang升sheng快kuai慢man有you關guan，充chong電dian電dian流liu公gong式shi為wei：I=C*dV/dt。電容量越大，充電電流越大，信號上升時間越快，dt越小，同樣使充電電流越大。

 

womenzhidao，xinhaodefansheyuxinhaoganshoudaodezukangbianhuayouguan，yinciweilefenxi
，womenkanyixia，dianrongyinqidezukangbianhua。zaidianrongkaishichongdiandechuqi

，zukangbiaoshiwei：

 

 

這裏dV實際上是階躍信號電壓變化，dt為信號上升時間，電容阻抗公式變為：

 

 

congzhegegongshizhong
，womenkeyidedaoyigehenzhongyaodexinxi，dangjieyuexinhaoshijiadaodianrongliangduandechuqi，dianrongdezukangyuxinhaoshangshengshijianhebenshendedianrongliangyouguan。

 

通tong常chang在zai電dian容rong充chong電dian初chu期qi，阻zu抗kang很hen小xiao
，小xiao於yu走zou線xian的de特te性xing阻zu抗kang。信xin號hao在zai電dian容rong處chu發fa生sheng負fu反fan射she
，這zhe個ge負fu電dian壓ya信xin號hao和he原yuan信xin號hao疊die加jia，使shi得de發fa射she端duan的de信xin號hao產chan生sheng下xia衝chong，引yin起qi發fa射she端duan信xin號hao的de非fei單dan調tiao性xing。

 

duiyujieshouduan，xinhaodaodajieshouduanhou，fashengzhengfanshe，fanshehuilaidexinhaodaodadianrongweizhi
，nageyangfashengfufanshe，fanshehuijieshouduandefufanshedianyatongyangshijieshouduanxinhaochanshengxiachong。

 

為了使反射噪聲小於電壓擺幅的5%（這種情況對信號影響可以容忍），阻抗變化必須小於10%。那(na)麼(me)電(dian)容(rong)阻(zu)抗(kang)應(ying)該(gai)控(kong)製(zhi)在(zai)多(duo)少(shao)？電(dian)容(rong)的(de)阻(zu)抗(kang)表(biao)現(xian)為(wei)一(yi)個(ge)並(bing)聯(lian)阻(zu)抗(kang)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)用(yong)並(bing)聯(lian)阻(zu)抗(kang)公(gong)式(shi)和(he)反(fan)射(she)係(xi)數(shu)公(gong)式(shi)來(lai)確(que)定(ding)它(ta)的(de)範(fan)圍(wei)。對(dui)於(yu)這(zhe)種(zhong)並(bing)聯(lian)阻(zu)抗(kang)
，我(wo)們(men)希(xi)望(wang)電(dian)容(rong)阻(zu)抗(kang)越(yue)大(da)越(yue)好(hao)。假(jia)設(she)電(dian)容(rong)阻(zu)抗(kang)是(shi)PCB走線特性阻抗的k倍，根據並聯阻抗公式得到電容處信號感受到的阻抗為：

 

 

阻抗變化率為：，即，也就是說，根據這種理想的計算
，電容的阻抗至少要是PCB特性阻抗的9beiyishang。shijishang，suizhedianrongdechongdian
，dianrongdezukangbuduanzengjia，bingbushiyizhibaochizuidizukang，lingwai，meiyigeqijianhaihuiyoujishengdiangan，shizukangzengjia。yincizhege9倍限製可以放寬。

 

在下邊的討論中假設這個限製是5倍。

 

有了阻抗的指標，我們就可以確定能容忍多大的電容量。電路板上50歐姆特性阻抗很常見，我就用50歐姆來計算。

 

 

得出：   

  

即在這種情況下，如果信號上升時間為1ns，那麼電容量要小於4皮法。反之，如果電容量為4皮法，則信號上升時間最快為1ns，如果信號上升時間為0.5ns，這個4皮法的電容就會產生問題。

 

這(zhe)裏(li)的(de)計(ji)算(suan)隻(zhi)不(bu)過(guo)是(shi)為(wei)了(le)說(shuo)明(ming)電(dian)容(rong)的(de)影(ying)響(xiang)
，實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)情(qing)況(kuang)十(shi)分(fen)複(fu)雜(za)，需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)因(yin)素(su)更(geng)多(duo)，因(yin)此(ci)這(zhe)裏(li)計(ji)算(suan)是(shi)否(fou)精(jing)確(que)沒(mei)有(you)實(shi)際(ji)意(yi)義(yi)。關(guan)鍵(jian)是(shi)要(yao)通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)計(ji)算(suan)理(li)解(jie)電(dian)容(rong)是(shi)如(ru)何(he)影(ying)響(xiang)信(xin)號(hao)的(de)。我(wo)們(men)對(dui)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)每(mei)一(yi)個(ge)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)感(gan)性(xing)認(ren)識(shi)後(hou)
，就(jiu)能(neng)為(wei)設(she)計(ji)提(ti)供(gong)必(bi)要(yao)的(de)指(zhi)導(dao)，出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)就(jiu)知(zhi)道(dao)如(ru)何(he)去(qu)分(fen)析(xi)。精(jing)確(que)的(de)評(ping)估(gu)需(xu)要(yao)用(yong)軟(ruan)件(jian)來(lai)仿(fang)真(zhen)。

  

總結：

 

1. PCB走線中途容性負載使發射端信號產生下衝，接收端信號也會產生下衝。

 

2.能容忍的電容量和信號上升時間有關，信號上升時間越快
，能容忍的電容量越小。

  

二、接收端容性負載的反射

 

信(xin)號(hao)的(de)接(jie)收(shou)端(duan)可(ke)能(neng)是(shi)集(ji)成(cheng)芯(xin)片(pian)的(de)一(yi)個(ge)引(yin)腳(jiao)
，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)其(qi)他(ta)元(yuan)器(qi)件(jian)。不(bu)論(lun)接(jie)收(shou)端(duan)是(shi)什(shen)麼(me)，實(shi)際(ji)的(de)器(qi)件(jian)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)必(bi)然(ran)存(cun)在(zai)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)，接(jie)受(shou)信(xin)號(hao)的(de)芯(xin)片(pian)引(yin)腳(jiao)和(he)相(xiang)鄰(lin)引(yin)腳(jiao)之(zhi)間(jian)有(you)一(yi)定(ding)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)，和(he)引(yin)腳(jiao)相(xiang)連(lian)的(de)芯(xin)片(pian)內(nei)部(bu)的(de)布(bu)線(xian)也(ye)會(hui)存(cun)在(zai)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)
，另(ling)外(wai)引(yin)腳(jiao)和(he)信(xin)號(hao)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)之(zhi)間(jian)也(ye)會(hui)存(cun)在(zai)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)。

 

好複雜
，這麼多寄生電容！qishihenjiandan，xiangxiangdianrongshishenme？lianggejinshuban，zhongjianshimouzhongjueyuanjiezhi。zhegedingyizhongbingmeiyoushuolianggejinshubanshishenmexingzhuangde，xinpianlianggexianglinyinjiaoyekeyikanzuoshidianrongdelianggejinshuban，zhongjianjiezhishikongqi，

 

不就是一個電容麼。芯片引腳和PCB板內層的電源或地平麵也是一對金屬板，中間介質是PCB板的板材，常見的是FR4材(cai)料(liao)

，也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)。嗬(he)嗬(he)，搞(gao)來(lai)搞(gao)去(qu)，還(hai)是(shi)回(hui)到(dao)了(le)最(zui)基(ji)礎(chu)的(de)部(bu)分(fen)。高(gao)手(shou)不(bu)要(yao)笑(xiao)
，太(tai)簡(jian)單(dan)了(le)。不(bu)過(guo)確(que)實(shi)很(hen)多(duo)人(ren)看(kan)到(dao)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)就(jiu)感(gan)到(dao)有(you)點(dian)暈(yun)，理(li)解(jie)不(bu)透(tou)，所(suo)以(yi)在(zai)這(zhe)裏(li)囉(luo)嗦(suo)一(yi)下(xia)。

 

回到正題，下麵研究一下信號終端的電容有什麼影響。將模型簡化，用一個分立電容元件代替所有寄生電容
，如圖1所示。

  

  

我們考察B點電容的阻抗情況。電容的電流為：

 

  

隨著電容的充電，電壓變化率逐漸減小（電路原理中的瞬態過程）
，電容的充電電流也不斷減小。即電容的充電電流是隨時間變化的。

電容的阻抗為：  

 

  

yincidianrongsuobiaoxianchulaidezukangsuishijianbianhua，bushihengdingde。zhengshizhezhongzukangdebianhuatexingjuedingledianrongduixinhaoyingxiangdeteshuxing。ruguoxinhaoshangshengshijianxiaoyudianrongdechongdianshijian，zuichudianrongliangduandedianyaxunsushangsheng，zheshizukanghenxiao。suizhedianrongchongdian
，dianyabianhualvxiajiang
，chongdiandianliujianxiao

，biaoxianweizukangmingxianzengda。chongdianshijianwuqiongdashi，dianrongxiangdangyukailu，zukangwuqiongda。

 

阻抗的變化必然影響信號的反射。在充電的開始一段時間，阻抗很小，小於傳輸線的特性阻抗，將發生負反射，反射回源端A點的信號將產生下衝。隨著電容阻抗的增加，反射逐漸過渡到正反射，A點的信號經過一個下衝會逐漸升高，最終達到開路電壓。

 

因此電容負載使源端信號產生局部電壓凹陷。精確波形和傳輸線的特性阻抗、電容量、信號上升時間有關。

 

對於接收端，很明顯，就是一個RC充電電路，不是很嚴謹，但是和實際情況非常相似。電容兩端電壓
，即B點電壓隨RC充電電路的時間常數呈指數增加（基本電路原理）。因此電容對接收端信號上升時間產生影響。

 

RC充電電路的時間常數為

 

 

這是B點電壓上升到電壓終值的即37%所需的時間。B點電壓10%~90%上升時間為

 

 

如果傳輸線特性阻抗為50歐姆，電容量10pF
，則10~90充電時間為1.1ns。如果信號上升時間小於1.1ns
，那麼B點電壓上升時間主要由電容充電時間決定。如果信號上升時間大於1.1ns，末端電容器作用是使上升時間進一步延長，增加約1.1ns（實際應比這個值小）。圖2顯示了終端電容負載對驅動端和接受端產生影響的示意圖，放在這裏，讓大家能有個感性的認識。

  

圖2

 

至(zhi)於(yu)信(xin)號(hao)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)增(zeng)加(jia)的(de)精(jing)確(que)值(zhi)是(shi)多(duo)少(shao)，對(dui)於(yu)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)來(lai)說(shuo)沒(mei)必(bi)要(yao)，隻(zhi)要(yao)定(ding)性(xing)的(de)分(fen)析(xi)

，有(you)個(ge)大(da)致(zhi)的(de)估(gu)算(suan)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le)。因(yin)為(wei)計(ji)算(suan)再(zai)精(jing)確(que)也(ye)沒(mei)實(shi)際(ji)意(yi)義(yi)，電(dian)路(lu)板(ban)的(de)參(can)數(shu)也(ye)不(bu)精(jing)確(que)！對於設計者來說，定性分析並了解影響
，大致估算出影響在那個量級
，能給電路設計提供指導就可以了，其他的事軟件來做吧。

 

舉個例子，如果信號上升時間1ns，電容使信號上升時間增加遠小於1ns，比如0.2 ns
，那(na)麼(me)這(zhe)麼(me)一(yi)點(dian)點(dian)增(zeng)加(jia)可(ke)能(neng)不(bu)會(hui)有(you)什(shen)麼(me)影(ying)響(xiang)。如(ru)果(guo)電(dian)容(rong)造(zao)成(cheng)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)增(zeng)加(jia)很(hen)多(duo)
，那(na)可(ke)能(neng)就(jiu)會(hui)對(dui)電(dian)路(lu)時(shi)序(xu)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。那(na)麼(me)多(duo)少(shao)算(suan)很(hen)多(duo)？看(kan)看(kan)電(dian)路(lu)的(de)時(shi)序(xu)餘(yu)量(liang)吧(ba)，這(zhe)涉(she)及(ji)到(dao)電(dian)路(lu)的(de)時(shi)序(xu)分(fen)析(xi)和(he)時(shi)序(xu)設(she)計(ji)。

 

總之接收端電容負載的影響有兩點：

 

1、使源端（驅動端）信號產生局部電壓凹陷。

   

2
、接收端信號上升時間延長。

    

在電路設計中這兩點都要考慮。

 

三、PCB走線寬度變化產生的反射

 

在進行PCB布線時

，經常會發生這樣的情況：走zou線xian通tong過guo某mou一yi區qu域yu時shi
，由you於yu該gai區qu域yu布bu線xian空kong間jian有you限xian，不bu得de不bu使shi用yong更geng細xi的de線xian條tiao
，通tong過guo這zhe一yi區qu域yu後hou，線xian條tiao再zai恢hui複fu原yuan來lai的de寬kuan度du。走zou線xian寬kuan度du變bian化hua會hui引yin起qi阻zu抗kang變bian化hua

，因yin此ci發fa生sheng反fan射she
，對dui信xin號hao產chan生sheng影ying響xiang。那na麼me什shen麼me情qing況kuang下xia可ke以yi忽hu略lve這zhe一yi影ying響xiang，又you在zai什shen麼me情qing況kuang下xia我wo們men必bi須xu考kao慮lv它ta的de影ying響xiang？

 

有三個因素和這一影響有關：阻抗變化的大小、信號上升時間

、窄線條上信號的時延。

 

首先討論阻抗變化的大小。很多電路的設計要求反射噪聲小於電壓擺幅的5%（這和信號上的噪聲預算有關），根據反射係數公式：

 

 

以計算出阻抗大致的變化率要求為：

 

 

你可能知道，電路板上阻抗的典型指標為+/-10%
，根本原因就在這。

 

如果阻抗變化隻發生一次
，例如線寬從8mil變到6mil後
，一直保持6mil寬度這種情況，要達到突變處信號反射噪聲不超過電壓擺幅的5%這一噪聲預算要求，阻抗變化必須小於10%。這有時很難做到，以 FR4板材上微帶線的情況為例，我們計算一下。

 

如果線寬8mil，線條和參考平麵之間的厚度為4mil，特性阻抗為46.5歐姆。線寬變化到6mil後特性阻抗變成54.2歐姆，阻抗變化率達到了20%。fanshexinhaodefudubiranchaobiao。zhiyuduixinhaozaochengduodayingxiang
，haihexinhaoshangshengshijianhequdongduandaofanshedianchuxinhaodeshiyanyouguan。danzhishaozheshiyigeqianzaidewentidian。xingyundeshizheshikeyitongguozukangpipeiduanjiejiejuewenti。

 

如果阻抗變化發生兩次，例如線寬從8mil變到6mil後，拉出2cm後又變回8mil。那麼在2cm長6mil寬kuan線xian條tiao的de兩liang個ge端duan點dian處chu都dou會hui發fa生sheng反fan射she，一yi次ci是shi阻zu抗kang變bian大da，發fa生sheng正zheng反fan射she，接jie著zhe阻zu抗kang變bian小xiao，發fa生sheng負fu反fan射she。如ru果guo兩liang次ci反fan射she間jian隔ge時shi間jian足zu夠gou短duan，兩liang次ci反fan射she就jiu有you可ke能neng相xiang互hu抵di消xiao，從cong而er減jian小xiao影ying響xiang。

 

假設傳輸信號為1V，第一次正反射有0.2V被反射，1.2V繼續向前傳輸，第二次反射有 -0.2*1.2 = 0.24v被反射回。再假設6mil線長度極短，兩次反射幾乎同時發生，那麼總的反射電壓隻有0.04V
，小於5%這一噪聲預算要求。因此，這種反射是否影響信號，有多大影響，和阻抗變化處的時延以及信號上升時間有關。

 

研究及實驗表明，隻要阻抗變化處的時延小於信號上升時間的20%，反射信號就不會造成問題。如果信號上升時間為1ns，那麼阻抗變化處的時延小於0.2ns對應1.2英寸
，反射就不會產生問題。也就是說，對於本例情況，6mil寬走線的長度隻要小於3cm就不會有問題。

 

當PCB走線線寬發生變化時
，要根據實際情況仔細分析，是否造成影響。需要關注的參數有三個：阻抗變化有多大、信號上升時間是多少
、線寬變化的頸狀部分有多長。根據上麵的方法大致估算一下，適當留出一定的餘量。如果可能的話，盡量讓減小頸狀部分長度。

 

需要指出的是，實際的PCB加工中，參數不可能像理論中那樣精確，理論能對我們的設計提供指導
，但不能照搬照抄
、不(bu)能(neng)教(jiao)條(tiao)，畢(bi)竟(jing)這(zhe)是(shi)一(yi)門(men)實(shi)踐(jian)的(de)科(ke)學(xue)。估(gu)算(suan)出(chu)的(de)值(zhi)要(yao)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)做(zuo)適(shi)當(dang)的(de)修(xiu)訂(ding)

，再(zai)應(ying)用(yong)到(dao)設(she)計(ji)中(zhong)。如(ru)果(guo)感(gan)覺(jiao)經(jing)驗(yan)不(bu)足(zu)，那(na)就(jiu)先(xian)保(bao)守(shou)點(dian)，然(ran)後(hou)在(zai)根(gen)據(ju)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)適(shi)當(dang)調(tiao)整(zheng).

 

四、信號振鈴是怎麼產生的

  

信號的反射可能會引起振鈴現象
，一個典型的信號振鈴如圖1所示。

  

圖1

 

那麼信號振鈴是怎麼產生的呢
？

 

前(qian)麵(mian)講(jiang)過(guo)，如(ru)果(guo)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)感(gan)受(shou)到(dao)阻(zu)抗(kang)的(de)變(bian)化(hua)
，就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)信(xin)號(hao)的(de)反(fan)射(she)。這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)可(ke)能(neng)是(shi)驅(qu)動(dong)端(duan)發(fa)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)遠(yuan)端(duan)反(fan)射(she)回(hui)來(lai)的(de)反(fan)射(she)信(xin)號(hao)。根(gen)據(ju)反(fan)射(she)係(xi)數(shu)的(de)公(gong)式(shi)
，當(dang)信(xin)號(hao)感(gan)受(shou)到(dao)阻(zu)抗(kang)變(bian)小(xiao)，就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)負(fu)反(fan)射(she)
，反(fan)射(she)的(de)負(fu)電(dian)壓(ya)會(hui)使(shi)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)下(xia)衝(chong)。

 

信號在驅動端和遠端負載之間多次反射
，其結果就是信號振鈴。大多數芯片的輸出阻抗都很低，如果輸出阻抗小於PCB走線的特性阻抗，那麼在沒有源端端接的情況下
，必然產生信號振鈴。

 

信號振鈴的過程可以用反彈圖來直觀的解釋。假設驅動端的輸出阻抗是10歐姆

，PCB走線的特性阻抗為50歐姆（可以通過改變PCB走線寬度
，PCB走線和內層參考平麵間介質厚度來調整），為了分析方便，假設遠端開路
，即遠端阻抗無窮大。驅動端傳輸3.3V電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)。我(wo)們(men)跟(gen)著(zhe)信(xin)號(hao)在(zai)這(zhe)條(tiao)傳(chuan)輸(shu)線(xian)中(zhong)跑(pao)一(yi)次(ci)，看(kan)看(kan)到(dao)底(di)發(fa)生(sheng)了(le)什(shen)麼(me)？為(wei)分(fen)析(xi)方(fang)便(bian)，忽(hu)略(lve)傳(chuan)輸(shu)線(xian)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)和(he)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang)
，隻(zhi)考(kao)慮(lv)阻(zu)性(xing)負(fu)載(zai)。圖(tu)2為反射示意圖。

  

圖2

 

第1次反射：信號從芯片內部發出，經過10歐姆輸出阻抗和50歐姆PCB特性阻抗的分壓
，實際加到PCB走線上的信號為A點電壓3.3*50/(10+50)=2.75V。傳輸到遠端B點
，由於B點開路
，阻抗無窮大
，反射係數為1，即信號全部反射
，反射信號也是2.75V。此時B點測量電壓是2.75+2.75=5.5V。

 

第2次反射：2.75V反射電壓回到A點，阻抗由50歐姆變為10歐姆，發生負反射，A點反射電壓為-1.83V，該電壓到達B點，再次發生反射，反射電壓-1.83V。此時B點測量電壓為5.5-1.83-1.83=1.84V。

 

第3次反射：從B點反射回的-1.83V電壓到達A點
，再次發生負反射，反射電壓為1.22V。該電壓到達B點再次發生正反射
，反射電壓1.22V。此時B點測量電壓為1.84+1.22+1.22=4.28V。

 

第4次反射：。。。。。。。。。第5次反射：。。。。。。。。。

 

如此循環，反射電壓在A點和B點之間來回反彈，而引起B點電壓不穩定。觀察B點電壓：5.5V->1.84V->4.28V->……，可見B點電壓會有上下波動，這就是信號振鈴。

 

信號振鈴根本原因是負反射引起的，其罪魁禍首仍然是阻抗變化，又是阻抗！在研究信號完整性問題時，一定時時注意阻抗問題。

 

負載端信號振鈴會嚴重幹擾信號的接受
，產生邏輯錯誤，必須減小或消除，因此對於長的傳輸線必須進行阻抗匹配端接。

 

  五、信號反射

 

信(xin)號(hao)沿(yan)傳(chuan)輸(shu)線(xian)向(xiang)前(qian)傳(chuan)播(bo)時(shi)
，每(mei)時(shi)每(mei)刻(ke)都(dou)會(hui)感(gan)受(shou)到(dao)一(yi)個(ge)瞬(shun)態(tai)阻(zu)抗(kang)，這(zhe)個(ge)阻(zu)抗(kang)可(ke)能(neng)是(shi)傳(chuan)輸(shu)線(xian)本(ben)身(shen)的(de)，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)中(zhong)途(tu)或(huo)末(mo)端(duan)其(qi)他(ta)元(yuan)件(jian)的(de)。對(dui)於(yu)信(xin)號(hao)來(lai)說(shuo)

，它(ta)不(bu)會(hui)區(qu)分(fen)到(dao)底(di)是(shi)什(shen)麼(me)
，信(xin)號(hao)所(suo)感(gan)受(shou)到(dao)的(de)隻(zhi)有(you)阻(zu)抗(kang)。如(ru)果(guo)信(xin)號(hao)感(gan)受(shou)到(dao)的(de)阻(zu)抗(kang)是(shi)恒(heng)定(ding)的(de)，那(na)麼(me)他(ta)就(jiu)會(hui)正(zheng)常(chang)向(xiang)前(qian)傳(chuan)播(bo)，隻(zhi)要(yao)感(gan)受(shou)到(dao)的(de)阻(zu)抗(kang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，不(bu)論(lun)是(shi)什(shen)麼(me)引(yin)起(qi)的(de)（可能是中途遇到的電阻，電容，電感，過孔，PCB轉角，接插件），信號都會發生反射。

 

那麼有多少被反射回傳輸線的起點？衡量信號反射量的重要指標是反射係數，表示反射電壓和原傳輸信號電壓的比值。反射係數定義為：

 

 

其中：為變化前的阻抗，為變化後的阻抗。假設PCB線條的特性阻抗為50歐姆，傳輸過程中遇到一個100歐姆的貼片電阻，暫時不考慮寄生電容電感的影響，把電阻看成理想的純電阻，那麼反射係數為：，信號有1/3被反射回源端。如果傳輸信號的電壓是3.3V電壓，反射電壓就是1.1V。

 

純電阻性負載的反射是研究反射現象的基礎
，阻性負載的變化無非是以下四種情況：阻抗增加有限值、減小有限值、開路（阻抗變為無窮大）、短路（阻抗突然變為0）。

 

阻抗增加有限值：

 

反射電壓上麵的例子已經計算過了。這時
，信號反射點處就會有兩個電壓成分，一部分是從源端傳來的3.3V電壓
，另一部分是在反射電壓1.1V

，那麼反射點處的電壓為二者之和
，即4.4V。

 

阻抗減小有限值：

 

仍按上麵的例子
，PCB線條的特性阻抗為50歐姆，如果遇到的電阻是30歐姆，則反射係數為ρ=(30-50)/(30+50)=-0.25
，反射係數為負值，說明反射電壓為負電壓，值3.3V*（-0.25V）=-0.825V，為此時反射點電壓為3.3V+（-0.825V）=2.475V。

 

開路：

 

開路相當於阻抗無窮大，反射係數按公式計算為1。即反射電壓3.3V。反射點處電壓為6.6V。可見，在這種極端情況下，反射點處電壓翻倍了。

 

短路：

 

短路時阻抗為0，電壓一定為0。按公式計算反射係數為-1
，說明反射電壓為-3.3V，因此反射點電壓為0。

 

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