소스 임피던스 터미네이션의 중요성은 무엇입니까?

다음과 같은 회로가 주어집니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

R1의 중요성은 무엇입니까? BUF1의 출력 임피던스를 전송 라인의 임피던스와 동일하게 만들어야한다고 생각할 수 있지만, 이것이 왜 중요한가? R1을 생략하면 어떻게됩니까? 다른 쪽 끝에 무엇이 무엇이 영향을 줍니까? 일치하는로드, 개방 또는 짧은 것일 수 있습니다. 어쩌면 불연속성이있는 전송 회선 일 수도 있습니다.

아이디어는 신호가 유한 속도로 전파된다는 것입니다. 즉, 특정 신호는 t전송 라인의 한쪽 끝에서 다른 회선으로 이동하는 데 시간이 걸립니다 . 이 케이블에는 또한 단위 길이 당 고유의 정전 용량 / 인덕턴스가 있으며, 이는 특성 임피던스로 추정 할 수 있습니다 (무손실 가정).

이것은 신호가 R1과 Z0 사이의 전압 분배기 회로처럼 작동하는 신호 레벨과 함께 소스가 처음 경험하는 임피던스입니다.

신호가 케이블 끝으로 전파되면 신호 에너지를 덤프 할 것이 없다는 것을 알 수 있습니다. 신호는 어딘가로 이동해야하므로 끝에서 튀어 나와 소스로 돌아갑니다. 소스에 도달하면 소스 전압은 원래 $V_s$ 두 배가되며 R1을 통해 소스로 다시 흐릅니다.

경우 $R_1$ = $Z_0$ , $V_S = V_{in}$ 더 이상 에너지가 주입되거나 광고에서 흡수 할 수 있기 때문에, 전체 전송 라인은 정상 상태에 도달 하였다. 라인이 안정된 상태에 도달하기 때문에 이상적입니다 ~2t(1 t는 목표 에 도달 하고 1 t는 소스에 도달).

경우 $R_1$ 너무 크면, $V_S$ 여전히보다 커야한다 $V_{in}$ 소스 (SO)는 전송선로 에너지 덤프 계속하고, 상기 전송선의 전압은 천천히 앞뒤로 / 백 신호 반송로 스텝 업된다.

경우 $R_1$ 너무 작은, $V_S$ 신호가 돌아 오면 오버 슈트한다. 이 경우, 소스가 라인으로 펌핑 된 과도한 에너지를 흡수하려고하기 때문에 하강 에지 파가 라인 아래로 전파되며, 정상 상태에 도달 할 때까지 전압이 다시 앞뒤로 바운스됩니다.

후자의 경우 2 개의 경우 목표 전압이 특정 디지털 로직 레벨 이상 / 아래로 여러 번 바운스되어 수신기가 결과적으로 잘못된 데이터 비트를 얻을 수 있습니다. 이것은 반사 된 신호가 상승하여 소스에 과도한 스트레스를 유발할 수 있기 때문에 소스에 잠재적으로 손상을 줄 수 있습니다.

이제 저항 $R_2$ 와 같이 다른쪽에 무언가를 부착하면 어떻게됩니까 ?

이제 대상이 에너지를 흡수 할 수 있으며 원래 신호의 일부만 반영됩니다. 경우 $R_2 = Z_0$ , 우리는 다시 임피던스를 정합하고 어떤 신호가 반영되지 않는다.

경우 $R_2$ 너무 커서 / 너무 작은 신호가 반전을 제외하고, 우리는, 상기와 유사한 반사 신호가 될 겁니다.

사용 $R_1 = Z_0$ 여전히 튀는 반복 방지하기 위해 사용될 수 있지만, 정상 신호 전압은 R1과 R2 사이의 전압 디바이더의 결과 일 것이다. 경우 $R_2 = Z_0$ R1의 값이 중요하지 않도록 어떠한 반사가 없다. 목표 전압이 소스 전압과 동일하도록 R1 = 0을 선택할 수도 있습니다. 슈퍼 캣이 지적했듯이 소스가 목표보다 두 배나 큰 신호를 구동하고 여전히 $R_1 = R_2 = Z_0$

소스 터미네이션을 보여주는 온라인 전송 라인 시뮬레이터 를 작성했습니다 . 전송선을 따라 이러한 신호 전파를 시각화하는 데 유용하다는 것을 알았습니다. 충분히 큰 R2를 선택하면 자신의 경우와 같이 대략적인 개방을 얻을 수 있습니다. 이것은 손실없는 전송 라인만을 모델링하지만 일반적으로 충분히 정확합니다.

신호 무결성 측면에서 (수신기 측에서 단계 응답으로 측정) 세 가지 구성이 동일합니다 (Zsource-Zload).

1) 50 Ohm-무한대 (소스 종단)
2) 0 Ohm-50 Ohm (부하 종단)
3) 50 Ohm-50 Ohm (양단에서 종단)

그러나 세 번째 변형에서는 진폭이 50 % 감소합니다. 따라서 실질적인 관점에서 볼 때 설득력있는 이유가없는 한 세 번째 옵션은 피해야합니다.

면책 조항 : 이것은 수신기와 소스 사이의 단일 와이어 포인트 투 포인트 이상적인 케이블 한 방향 통신을 다룹니다. 도중에 접점이 있다면 이중 종단을 사용하는 것이 합리적 일 수 있습니다.

좋아, 여기에 길고 지나치게 일반화 된 설명이 있습니다 ...

전송 라인 (일명 트레이스)의 임피던스는 50 옴입니다. 즉, 신호가 케이블을 따라 내려갈 때 드라이버에 50 옴로드처럼 보입니다. 트레이스 끝에 도달하면 다시 반사되어 트레이스 부분이 일시적으로 너무 높은 / 낮은 전압에 도달하게됩니다. 우리는 이것을 오버 슈트와 언더 슈트라고 부릅니다.

50ohm 소스 저항의 경우 저항과 50ohm 트레이스 사이에 전압 분배기 (div by 2)가 형성됩니다. 신호가 끝나기 직전에 해당 위치의 신호는 필요한 진폭의 50 %입니다. 신호가 끝나 자마자 반사는 50 % 원래 신호와 결합하여 완벽한 100 % 진폭 신호를 생성합니다. 반사는 소스 저항으로 다시 이동하여 흡수됩니다.

트레이스의 맨 끝에 위치한 수신기는 대부분 완벽한 신호 에지를 보게됩니다. 그러나 저항의 중간 또는 근처에있는 수신기는 먼저 50 % 신호와 100 % 신호를 보게됩니다. 이로 인해 소스 터미네이션은 하나의 리시버 만 있고 해당 리시버가 추적의 끝에 위치해야하는 경우에만 사용됩니다.

저항이 와이어 / 트레이스 / 케이블의 임피던스와 일치하지 않으면 전압 분배기가 50 %가 아니므로 불일치가 발생하고 반사로 인해 문제가 발생할 수 있습니다.

전송 라인이 올바르게 종료되면 R1은 중요하지 않습니다. 나는 이와 같은 회선을 많이 운전하고 전송 회선의 맨 끝에 적절한 수신을 얻지 만 올바르게 종료해야합니다.