(1) 较长导线也需要针对数字信号进行终端匹配
前已述及,当传输线路的特性阻抗等于负载阻抗时,所有能量将会传输到负载而不会发生反射。这种状况被称为“匹配”。例如,图3-3-11(a)和图3-3-12(a)在信号线的末端连接了一个50Ω的电阻器,以便能够与特性阻抗(50Ω)匹配。在这种情况下,电场(电压)和磁场(电流)是一致的,不会观察到任何驻波。
图3-3-18 阻抗匹配
如果是数字信号,当C-MOS IC相互连接时,信号线两端通常都会造成反射。但是,如果导线较短,谐振频率就会非常高,不会导致任何实质性的问题。如果导线变长,谐振频率会降低,变得具有影响力,因而可能需要匹配。如图3-3-19所示,可在驱动器侧或接收器侧进行阻抗匹配。
(2) 驱动器侧终端匹配
在驱动器侧图3-3-19(a)进行匹配时,将一个电阻器或铁氧体磁珠串联连接到信号线。这类似于电路的阻尼电阻器。特有的区别在于如何选择电阻值。选择的电阻值要能补足驱动器侧输出电阻和特性阻抗之差。这时,接收器侧仍会造成反射,导致信号线上存在驻波,使导线中部的波形失真。因此,这适用于导线中部未连接任何电路的一对一信号传输。
(3) 接收器侧终端匹配
在接收器侧图3-3-19(b)进行匹配时,如图所示将电阻值等于特性电阻的电阻器连接到地线或电源。在这种情况下,不会导致任何驻波,因此,即使是从导线中部提取信号,也能获得规整的脉冲波形。但是,由于电流流入负载电阻器,这种匹配也存在一些劣势,如降低信号振幅,导致功率损耗。为了在静止的状态下减少功率损耗,可以加入电容器与电阻器串联。
图3-3-19 数字电路的阻抗匹配