高速設計的三座大山——串聯電阻對信號的影響

2021-01-10 電子產品世界

上一期對電阻的應用做了簡單介紹,文章最後提到了端接方式。常見的端接方式有:串聯端接、並聯端接、戴維寧端接、RC端接、二極體端接等。

ps:高速設計的三座大山——電阻基礎

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/366099.htm

端接示意圖如下:


各種端接都有其優缺點,以後有機會,高速先生會一一對以上各種端接做全面的分析,今天我要說的是:串聯電阻對信號的影響,也就是串聯端接所用的電阻對信號的影響。

先看圖

串聯端接電阻的大小會影響信號的上升沿,當串聯電阻變大時,信號的上升沿變緩(另外信號幅值的變化是因為反射的原因,這個在反射詳解系列,有詳細解釋,當端接30ohm時,匹配最好,沒有反射)。

把圖放大,上升沿看的更明顯。

為什麼信號的上升沿會變緩了呢?我們來梳理一下,整條鏈路有發送端、串阻、傳輸線、接收端,變化量是串阻的阻值,現象是上升沿變緩。有什麼原理即跟R有關,又會導致上升沿變緩呢,最先想到的肯定就是RC濾波器。一階RC濾波器是典型低通濾波器。串聯電阻與傳輸線的等效電容、接收器的輸入電容組成了RC濾波器,限制了信號的帶寬。其影響信號帶寬的原因是:R與C組成RC充電電路,電容兩端的電壓變化V_C=V_S&TImes;(1-e^(-1/τ t) ),其中τ=RC,是時間常數,當時間常數越大時,電容兩端的電壓變化越慢,信號邊沿越緩。

下面我們再來驗證一下,固定串阻阻值不變,改變電容值,當電容阻值變大時,RC時間常數變大,上升沿同樣變緩了。如下圖:

以上就是串阻對信號影響的分析。


相關焦點

  • 高速設計的三座大山(2)-串聯電阻對信號的影響
    作者:王銳 高速設計的三座大山(2)串聯電阻對信號的影響上一期對電阻的應用做了簡單介紹,文章最後提到了端接方式。常見的端接方式有:串聯端接、並聯端接、戴維寧端接、RC端接、二極體端接等。端接示意圖如下:串聯端接並聯端接戴維寧端接RC端接二極體端接各種端接都有其優缺點,以後有機會,高速先生會一一對以上各種端接做全面的分析,今天我要說的是:串聯電阻對信號的影響,也就是串聯端接所用的電阻對信號的影響。
  • 電路設計:上/下拉電阻、串聯匹配/0Ω電阻、磁珠、電感應用
    (二):串聯匹配電阻的應用在電路設計中,經常需要使用匹配電阻,如閉路電視同軸電纜、時鐘數據線等,如果阻抗不匹配會有什麼不良後果呢?如果不匹配,則會形成反射,能量傳遞 不過去,降低效率;會在傳輸線上形成駐波(簡單的理解,就是有些地方信號強,有些地方信號弱),導致傳輸線的有效功率容量降低;功率發射不出去,甚至會損 壞發射設備。
  • 高速電路設計和信號完整性分析
    隨著技術的進步,目前高速集成電路的信號切拘時間已經達到幾百ps,時鐘頻率也可達到幾百MHz如此高的邊沿速率導致印刷電路板上的大量互連線產生低速電路中所沒有的傳輸線效應,使信號產生失真,嚴重影響信號的正確傳輸。若在電路板設計時不考慮其影響,邏輯功能正確的電路在調試時往往會無法正常工作。
  • 帶有輸入串聯電阻的電流檢測放大器的性能詳解
    的這一特性對高邊電流檢測應用非常有用,在這些應用中需要放大高壓線路上檢測電阻兩端的小信號電壓,並將放大的電壓反饋至低壓ADC或低壓模擬控制環路。在這類應用中,通常需要在源端對電流檢測信號(如檢測電阻兩端的信號)進行濾波。
  • 別讓等效串聯電阻(ESR)浪費電能並損耗電容器
    理想電容器在現實世界中有一個重要參數,稱為等效串聯電阻(ESR),它可以量化電容器對RF電流的有效電阻RS。 OUNedncESR參數實際上受到多個因素的影響,包括電極和端子引線,以及電介質、板材料、電解質溶液等,所有這些都跟特定頻率有關。
  • 消除信號反射的匹配方式介紹
    在高速PCB設計中,信號的反射將給PCB的設計質量帶來很大的負面影響,而要減輕反射信號的負面影響,有三種方式:本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/185973
  • 工程師:一種微弱光信號前置放大電路的設計
    而在零偏置時則沒有暗電流,這時二極體的噪聲基本上是分路電阻的熱噪聲;在反偏置時,由於導電產生的散粒噪聲成為附加的噪聲源。因此,在設計光電二極體電路的過程中,通常是針對光伏或光導兩種模式之一進行最優化設計,而不是對兩種模式都進行最優化設計。一般來說,在光電精密測量中,被測信號都比較微弱,因此,暗電流的影響一般都非常明顯。
  • RLC 串聯諧振電路課程的設計研究
    重點研究了 RLC 串聯諧振電路特性,並針對重要參數設計測試內容與步驟。進一步闡述了串聯諧振電路產生的原因,以及發生諧振時的重要特點與電路埠的變化特點。關鍵詞:諧振與共振;串聯諧振;品質因數。2  諧振電路利弊利用串聯諧振產生工頻高電壓,應用在高電壓技術中,為變壓器等電力設備做耐壓試驗,可以有效地發現設備中危險的集中性缺陷,是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法;應用在無線電工程中,常常利用串聯諧振以獲得較高的電壓,收音機、電視機中都有諧振電路,利用諧振電路的選擇性濾波,把所需要的信號從諸多信號中選擇出來。
  • 高速電路中的電阻端接到底有什麼作用?
    眾所周知,電路中如果阻抗不連續,就會造成信號的反射,引起上衝下衝、振鈴等信號失真,嚴重影響信號質量。所以在進行電路設計的時候阻抗匹配是很重要的考慮因素。 對我們的PCB走線進行阻抗控制已經不是什麼高深的技術了,基本上是每個硬體工程師必備的基本能力。但在具體電路中,只考慮走線的阻抗還不夠。
  • 高速電路中的電阻端接,到底有什麼作用?
    眾所周知,電路中如果阻抗不連續,就會造成信號的反射,引起上衝下衝、振鈴等信號失真,嚴重影響信號質量。所以在進行電路設計的時候阻抗匹配是很重要的考慮因素。因此,端接的本質依然是阻抗匹配,這個是進行PCB設計的重中之重。 常見的端接方式有下面幾種:串聯端接、並聯端接、戴維寧端接和RC網絡端接。 下面就簡單介紹一下幾種端接方式的區別和優缺點。
  • igbt串聯並聯原理設計賞析
    對於單管並聯,主電路電流並不算太大時,均 流 電阻可以串聯在主電路中,能夠更有效地均流,並防止開關速度快的IGBT過載;對於模塊並聯,主電路的電流非常大,若將均流電阻串聯在主迴路中,即使阻值很小也會帶來客觀功耗,這時均流電阻串聯在驅動迴路中較為合理。如果想進一步抑制並聯迴路的電流均衡問題,可以在主迴路中串人電感,以有效地抑制峰值電流不均的問題。
  • 差分信號共模電壓ADC輸入電路設計
    另外一個問題是:在FDA的直流耦合差分輸出應用中,必然會有共模電流流過放大器反饋電路,在某些FDA型號或者應用中,這個電流會較大,甚至超過混頻器的額定電流,並且/或者反過來對FDA前面的輸入電流的共模電壓產生影響,甚至導致信號飽和。這些問題必須在設計直流耦合ADC輸入電路的時候加以充分考慮。  下圖的設計是一個不錯的替代方案。
  • 乾貨| 高速電路中的電阻端接到底有什麼作用?
    眾所周知,電路中如果阻抗不連續,就會造成信號的反射,引起上衝下衝、振鈴等信號失真,嚴重影響信號質量,出現EMC問題。所以在進行電路設計的時候阻抗匹配是很重要的考慮因素。對我們的PCB走線進行阻抗控制已經不是什麼高深的技術了,基本上是每個硬體工程師必備的基本能力。但在具體電路中,只考慮走線的阻抗還不夠。
  • 電阻串聯電路(一)
    電阻串聯電路 【學習目標】1.掌握電阻串聯電路的特點。2.學會用電阻串聯電路的特點分析實際電路。
  • 差分信號共模電壓ADC輸入電路設計及分析
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/185906.htm  典型的例子是正交下變頻(混頻器)輸出到ADC輸入的電路設計。混頻器輸出的是差分信號,其共模電壓誤差往往比較大,在送到ADC輸入端之前需要進行濾波並且要把直流電平轉換到ADC輸入所需的電平上。這樣的設計就比較有挑戰性。
  • 電阻的串聯、並聯及混聯電路介紹及作用
    一、電阻的串聯電路將兩個或兩個以上電阻依次連接起來,中間無分支的連接方式叫做串聯。如圖。串聯電阻的電流關係(2)電路兩端的總電壓等於各電阻兩端的電壓之和。串聯電阻的電壓關係(3) 串聯電路的總電阻等於各串聯電阻的代數和。
  • 串聯電阻的構成及晶體矽太陽電池的測量方法的介紹
    對晶體矽太陽電池串聯電阻的構成進行了理論分析.介紹了幾種測量串聯電阻的方法和原理,並對每種測量方法的優缺點進行了比較.   串聯電阻是影響太陽電池性能的重要因素之一,其大小商接影響太陽電池的輸出電流、填充網f、電池效率等參數。
  • 一種高速交流信號有效值測量方法
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/128270.htm  引言  在科研和生產實踐中,存在大量需要快速對非正弦信號有效值進行測量的場合。使用平均值代替有效值的方法,會隨著被測信號波峰因數的增加而引入大的誤差。
  • 設計經驗分享:一個LED指示燈串聯一個電阻接220V為什麼總燒掉?
    一個LED燈串聯一個電阻接220V交流電,總是燒掉,必然是電流過大,發光二極體擊穿的緣故。○【分享本人設計經驗】請看下圖,正常我們在設計電路圖使用LED作指示燈的時候電阻一般都選擇4.7k、5.1K或者10K依然能點亮,指示用的LED燈的電流一般都是2mA以內,0.2mA的電流就可以點亮。下圖為本人設計的LED指示電路,3.3V的電壓串了10K的電阻,工作電流還不到0.2mA還是可以正常使用。