Come funzionano i resistori di terminazione; cosa succede se utilizzo valori più bassi?

Proverò a interfacciare il chip DDR2 a 8 bit a bassa velocità con FPGA e ho alcune domande cruciali per farlo funzionare :-)

È corretto che l'idea del resistore di terminazione sia di affondare la maggior parte del segnale su GND, in modo che solo una piccola parte di esso si rifletta? Qualcuno ha provato a dire diciamo 2-3 resistori di valore inferiore in modo che più riflessioni di remining siano sfasate e causino meno interferenze?

Una linea di trasmissione può essere modellata come un insieme infinito di condensatori e induttori (senza perdita). Inizi a utilizzare questo modello quando la tua linea elettrica diventa abbastanza grande da non poter pensare alla linea come una connessione istantanea.

Idea generale

In primo luogo, un circuito LC avrà l'anello e se colpisce improvvisamente un circuito "aperto" invece di un altro circuito LC, rimbalzerà molto in alto. Se dovessi realizzare un modello utilizzando 10 induttori e 10 condensatori, ciò accadrebbe facilmente. Quando si posiziona la terminazione sull'estremità, si sta smorzando il segnale. Se alla fine hai un resistore perfettamente abbinato avrai 0 superamento poiché il resistore dissiperà la sua potenza.

Terminazione della fonte

Se invece si posiziona una resistenza che corrisponde alla linea di trasmissione in serie tra la sorgente e la linea di trasmissione, si ottiene una delle tecniche di terminazione più efficaci. In questo caso la linea può essere pilotata solo a 1/2 della tensione target, ma il segnale viaggia lungo la linea e quando colpisce l'apertura all'altra estremità (la maggior parte degli ingressi sono quasi aperti con impedenze molto elevate) rimbalza, raddoppiando e dandoti piena tensione al ricevitore. Il segnale quindi viaggia all'indietro e, quando raggiunge la sorgente, termina sul resistore.

Questo potrebbe non essere immediatamente chiaro, suggerirei molto "Design digitale ad alta velocità: un manuale di Black Magic", ma questo significa che la tua linea non guida quasi altrettanto in alto in un punto e il rumore è una funzione di dV / dt. Questo termina solo il rumore sulla linea alla fonte, il che aiuta molto. Consiglio vivamente di strappare il mio manuale preferito di magia nera.

Impedenza di traccia

Molte persone hanno sentito parlare delle semplici forme di equazione di induttanza e capacità. La capacità sale con l'area e scende con la distanza. L'induttanza aumenta con la dimensione del loop.

Se pensate a una traccia sopra un piano terreno, mentre allargate la traccia, l'area aumenta ma la distanza no. Ciò significa che la capacità aumenta mentre l'induttanza rimane invariata. All'aumentare della distanza, l'area deve aumentare molto per mantenere la stessa impedenza.

Esistono molti calcolatori diversi. Ne ho trovato uno istantaneamente con una ricerca su Google .

Basta abbinare l'impedenza, aggiungere un po 'di terminazione e cercare di evitare cattive pratiche come il ponte attraverso un'interruzione in un piano di terra (nessuna traccia incorporata attorno a queste linee di segnale). Spero che questo renda anche gli effetti fisici un po 'più chiari.

Una risoluzione troppo piccola?

In realtà otterrai riflessi, ma invece di rimbalzare su, rimbalzerà su. Un'apertura raddoppierà la tua tensione, rifletterà tutto all'indietro. Un corto fa il contrario, dandoti zero tensione. Inoltre aumenta notevolmente l'assorbimento di potenza del conducente.

Immagina una linea di trasmissione come un mucchio di pesi sospesi collegati da molle. Se tutto è uniforme e si dà un peso all'estremità nord della linea una breve spinta verso sud e la riporta nella sua posizione originale, un'onda molto bella si propagherà verso sud lungo la linea; l'energia che viene messa in ciascun peso da un lato verrà perfettamente trasmessa all'altro, così che una volta che l'onda è passata di un peso quel peso sarà immobile nella sua posizione originale. Tutto molto bene fino a quando l'onda non raggiunge la fine della linea.

A quel punto, può succedere una delle tre cose generali:

1. Se l'ultimo peso sul lato sud può muoversi liberamente senza nulla connesso sul lato sud, accetterà energia dalla penultima onda, ma non avrà nulla contro cui spingere. La spinta a nord che non ha ricevuto dal lato sud non annullerà la spinta a sud che ha ricevuto dal suo lato nord. Il momento non cancellato del peso lo farà quindi spingere il peso a nord di esso a sud e dare inizio a un'onda che si propaga a nord. Si noti che mentre l'onda nord-sud originale era un'onda di compressione che causava onde che si spostavano brevemente a sud dal loro punto di partenza, l'onda riflessa sarà un'onda di tensione con onde che si spostano a sud.
2. Se l'ultimo peso sul lato sud ha la sua molla sul lato sud attaccata a un muro immobile, il muro si sposterà più forte di quello di uno dei pesi normali. Questo respingimento più duro farà sì che il peso rispedisca un'onda verso il punto di partenza; questa nuova ondata sarà un'onda di compressione come l'originale, ma farà spostare i pesi brevemente a nord del loro punto iniziale.
3. Se la molla meridionale del peso più meridionale è collegata a qualcosa che offre la giusta quantità di resistenza, tutta l'energia dell'onda verrà scaricata in quella resistenza e non ci sarà alcun riflesso.

Lo scenario in cui l'ultimo peso ha una certa resistenza, ma non la giusta quantità, si comporterà come una combinazione di (1) e (3) o (2) e (3) sopra. Lo scenario per cui scattare è il n. 3.

Abbinano l'impedenza all'impedenza della traccia. Ecco perché non c'è una riflessione. Il fatto che possano sprofondare corrente è solo un effetto collaterale. I loro valori dovrebbero essere calcolati in base all'impedenza di traccia e a quella del ricevitore e del driver. Il design digitale ad alta velocità di Johnson & Graham è il libro che raccomando su questo argomento.

Resistori multipli di valore inferiore attenueranno troppo il segnale. Potrebbe anche essere più attuale di quanto il driver possa gestire.

Il principio alla base delle resistenze di terminazione è quello di far corrispondere l'impedenza degli ingressi all'impedenza delle tracce della linea di trasmissione (PCB) e della sorgente. In genere, i pin di input hanno un'impedenza di input elevata, poiché sono CMOS. L'aggiunta di un resistore di piccolo valore in parallelo con il pin di ingresso ad alta impedenza imposterà efficacemente l'impedenza di ingresso sul resistore aggiunto. Ciò è utile, poiché l'impedenza di uscita è generalmente piuttosto bassa ed è facile realizzare una linea di trasmissione a micro-striscia con bassa impedenza.

L'obiettivo quando si utilizza una resistenza di terminazione è renderlo il più vicino possibile al pin di ingresso. L'uso di resistori multipli sarebbe meno ottimale in quanto il resistore è meno simile a un elemento aggregato. L'altra cosa è che dovresti conoscere la tua impedenza target. Avere una resistenza maggiore o minore dell'impedenza comporterà una mancata corrispondenza, che provoca riflessi.

Non ne conosco appieno la meccanica, ma lo scopo della resistenza di terminazione è far sembrare che il percorso di trasmissione continui per sempre. Qualsiasi cambiamento nell'impedenza causerà riflessi, come connettori, danni al percorso di trasmissione o (ovviamente) transizione verso un percorso con impedenza diversa.

L'uso di un resistore di valore inferiore (non sono sicuro di cosa intendi per più resistori di valore più piccolo - se li metti in qualsiasi configurazione, otterrai solo qualche altra resistenza efficace con prestazioni HF peggiori man mano che viene sparso) causerà il tuo i driver per procurarsi e assorbire potenze più elevate del normale, che possono causare danni.

Il coefficiente di riflessione sarebbe negativo, quindi l'onda riflessa avrebbe uno sfasamento di 180 ° a seguito della transizione verso un mezzo di impedenza inferiore.