信號完整性之反射(八)

16阻抗補償技術(shù)

針對傳輸線上寄生電容和寄生電感帶來的反射噪聲，在現(xiàn)實PCB設(shè)計中是無法避免的。例如2個PCB板通過B2B連接器結(jié)合時，B2B連接器的寄生電感。下圖是一對B2B連接器，可以將兩塊PCB連接起來。

使用補償設(shè)計可以抵消一部分反射噪聲。此種補償設(shè)計的出發(fā)點就是盡量讓信號，在傳輸線上傳輸?shù)倪^程中，不要感受到很大的感性突變，即信號遇到的傳輸線阻抗始終是一致的。在之前的文章《信號完整性之傳輸線--四》的文章中提到，理想傳輸線的一階模型

Z0是傳輸線特征阻抗（單位Ω）；L0是單位長度電感（單位nH/in）；C0是單位長度電容（單位nF/in）；L是整段傳輸線總電感（單位nH）；C是整段傳輸線總電容(單位nF）。

在感性阻抗突變L1的附近添加補充電容C1，可以將感性突變補償成一段阻抗可控的傳輸線。

為了將反射信號噪聲降低到最小，需要找到一個合適的電容值。使感性阻抗突變這一段傳輸線的阻抗等于傳輸線目標，即Z0=Z1。由此得知：

例如某連接器的寄生電感為10nH，傳輸線阻抗是50R，則總的補充電容為

C1=10/50*50=4pF。連接器左右兩邊各1個2pf的電容是比較推薦的補償方式。

上述的這種方法，根據(jù)信號上升時間不同，對反射噪聲的補充不同。有時可以降低75%的反射噪聲。除了連接器，此方法也可用在其他有感性突變的電路中，例如過孔、電阻等。

如下是仿真數(shù)據(jù)。首先是L1=0nH和L1=10nH的波形

看仿真結(jié)果，傳輸線上沒有寄生電感時，波形沒有反射（綠色波形）。當有一個10nH的寄生電感存在時，波形明顯反射（黃色過沖）。

針對L1=10nH，在L1左右兩邊各放置1個2pf電容C2和C3(C2+C3=4pf），仿真電路如下

看仿真結(jié)果，信號過沖已經(jīng)比電容不存在時降低了大約0.2V。