在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，其中一個(gè)難題就是確定端接類型以及它的放置位置。本章將幫助用戶確定用戶電路板設(shè)計(jì)所需的端接類型以及可能的最好位置。
1.1 設(shè)計(jì)示例
如果與數(shù)據(jù)和時(shí)鐘電路相關(guān)的傳輸線沒有合適的端接，則信號(hào)會(huì)產(chǎn)生反射。下面將從具體的示例來(lái)論述，該示例具有以下特性：
l 信號(hào)上升時(shí)間300ps
l 源與目標(biāo)之間的傳輸路徑兩英寸長(zhǎng)
在這個(gè)設(shè)計(jì)示例中，您需要確定傳輸線是否應(yīng)終止，如果需要，應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)。
1.1.1 確定延遲
使用下面的等式來(lái)確定具有300ps上升時(shí)間的信號(hào)通過(guò)一條介電常數(shù)為εr的傳輸線時(shí)產(chǎn)生的延遲。
對(duì)于帶狀線：
延遲時(shí)間為每英寸85ps
對(duì)于微帶線：
延遲時(shí)間為每英寸85
在FR4中，采用帶狀線配置的傳輸線在信號(hào)上每英寸大約引入180ps的延遲，因此，穿過(guò)傳輸線的信號(hào)速率為延遲時(shí)間的倒數(shù)，即每秒5.5G英寸。
1.1.2 確定帶寬
圖24為在任意時(shí)刻t的電壓：
V=Vfinal（1－）
圖24 RC充電電路的特征電壓圖
在曲線的10％處：
0.1Vfinal=Vfinal(1-)
0.9=
在曲線的90％處：
0.9Vfinal=Vfinal(1-)
0.1＝
90％的等式除以10％的等式，結(jié)果為：
9=
ln9=t2-t1/RC
2.197=t2-t1/RC
此處：t2-t1為信號(hào)的上升時(shí)間Tτ，RC為時(shí)間常量τ
時(shí)間常量的變化與3dB頻率有關(guān)，頻率等式：
f＝1/2πτ
從上式中，我們可以確定時(shí)間常量τ：
τ＝RC＝1/2πf
將時(shí)間常量帶入電壓等式，得：
2.197＝2πfTτ
f=0.35/Tτ
使用下面的等式來(lái)確定帶寬：
帶寬=0.35/Tr
具有Tτ上升時(shí)間的信號(hào)，其高頻成分可由這個(gè)公式獲得。
之前討論的信號(hào)有一個(gè)300ps的上升時(shí)間，這意味著該信號(hào)中的高頻成分為：
帶寬＝0.35/300ps＝1.16GHz
使用等式：
速度＝頻率×波長(zhǎng)
帶寬和速度都已知，則：
5.5G英寸/s＝1.16GHz×波長(zhǎng)
波長(zhǎng)＝4.74英寸
波長(zhǎng)/10=0.474英寸
如果傳輸線比波長(zhǎng)/10還要長(zhǎng)，則必需有端接。在這個(gè)設(shè)計(jì)示例中，傳輸線為兩英寸長(zhǎng)，因此必需有端接。
1.1.3 使用串行端接
在使用串行端接時(shí)，只能使用近端端接（near-end termination）。串行端接只能用于時(shí)鐘信號(hào)。
當(dāng)使用近端串行端接（Z0）并且后面帶有傳輸線時(shí)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)上述電路就好像是一個(gè)分壓器，它將驅(qū)動(dòng)器端的振幅V在串行端接之后減小到V/2。因?yàn)樵趥鬏斁€的末端沒有端接，當(dāng)信號(hào)到達(dá)末端時(shí)，整個(gè)信號(hào)反射，重新恢復(fù)到V。反射系數(shù)使用下面的公式計(jì)算：
反射系數(shù)=（Zload-Z0）/（Zload+Z0）
1.1.4 使用并行端接
使用并行端接時(shí)，可以將并行端接放在傳輸線的兩個(gè)末端或只放在傳輸線的遠(yuǎn)端。你應(yīng)該將端接盡可能靠近源端或目標(biāo)端放置。在端接和傳輸線末端之間的任何傳輸線對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō)就好像是一個(gè)容性阻抗。如果不能將端接盡可能靠近集成電路放置，那么就將它們放在管腳的后面（即飛越配置（fly by configuration））。
圖25為一個(gè)錯(cuò)誤放置端接電阻的電路板。SMA連接器（圖25中的點(diǎn)A）和端接電阻（圖25中的點(diǎn)B）之間的線長(zhǎng)為兩英寸，端接電阻和IC（圖25中的點(diǎn)C）之間的線長(zhǎng)也為兩英寸。端接之后和IC之前的整個(gè)部分就好像是一個(gè)容性負(fù)載，這就是為什么端接應(yīng)該盡可能近地靠近IC放置的原因。
圖25 錯(cuò)誤放置端接電阻
圖26為整個(gè)傳輸路徑的TDR。點(diǎn)B之后，傳輸線的阻抗不再是50Ω，而被下拉到26.7Ω，因此引起了反射。
圖26 圖3-2中的傳輸路徑的TDR
在放置端接電阻時(shí)，將最小尺寸的電阻盡可能靠近傳輸線放置。合適的放置端接電阻可以確保傳輸線最短，從而限制了不連續(xù)性。
在圖27中，R173為50Ω，R174為0Ω接地電阻。R173和R174串聯(lián)作為端接電阻。（0Ω用作附加電阻。如果有必要，你可以用不同值的電阻代替0Ω電阻）。但圖27中的設(shè)計(jì)有太多不需要的傳輸線，增加了不連續(xù)性。我們可以移除電阻R174，并放置一個(gè)最小尺寸的電阻作為R173。
圖27 端接電阻增加了傳輸線上的不連續(xù)