PCB电路中信号振铃是怎么产生的
信号的反射可能会引起振铃现象，一个典型的信号振铃如图1所示。
图1
那么信号振铃是怎么产生的呢？
前面讲过，如果信号传输过程中感受到阻抗的变化，就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号，也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式，当信号感受到阻抗变小，就会发生负反射，反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射，其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低，如果输出阻抗小于pcb走线的特性阻抗，那么在没有源端端接的情况下，必然产生信号振铃。
信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，pcb走线的特性阻抗为50欧姆（可以通过改变pcb走线宽度，pcb走线和内层参考平面间介质厚度来调整），为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3v电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么？为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。图2为反射示意图。
第1次反射：信号从芯片内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆pcb特性阻抗的分压，实际加到pcb走线上的信号为a点电压3.3*50/(10+50)=2.75v。传输到远端b点，由于b点开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是2.75v。此时b点测量电压是2.75+2.75=5.5v。
第2次反射：2.75v反射电压回到a点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射，a点反射电压为-1.83v，该电压到达b点，再次发生反射，反射电压-1.83v。此时b点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84v。
第3次反射：从b点反射回的-1.83v电压到达a点，再次发生负反射，反射电压为1.22v。该电压到达b点再次发生正反射，反射电压1.22v。此时b点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28v。
如此循环，反射电压在a点和b点之间来回反弹，而引起b点电压不稳定。观察b点电压：5.5v->1.84v->4.28v->……，可见b点电压会有上下波动，这就是信号振铃。
信号振铃根本原因是负反射引起的，其罪魁祸首仍然是阻抗变化，又是阻抗！在研究信号完整性问题时，一定时时注意阻抗问题。
负载端信号振铃会严重干扰信号的接受，产生逻辑错误，必须减小或消除，因此对于长的传输线必须进行阻抗匹配端接。
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信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，pcb走线的特性阻抗为50欧姆（可以通过改变pcb走线宽度，pcb走线和内层参考平面间介质厚度来调整），为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3v电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么？为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。图2为反射示意图。
第1次反射：信号从芯片内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆pcb特性阻抗的分压，实际加到pcb走线上的信号为a点电压3.3*50/(10+50)=2.75v。传输到远端b点，由于b点开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是2.75v。此时b点测量电压是2.75+2.75=5.5v。
第2次反射：2.75v反射电压回到a点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射，a点反射电压为-1.83v，该电压到达b点，再次发生反射，反射电压-1.83v。此时b点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84v。
第3次反射：从b点反射回的-1.83v电压到达a点，再次发生负反射，反射电压为1.22v。该电压到达b点再次发生正反射，反射电压1.22v。此时b点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28v。
如此循环，反射电压在a点和b点之间来回反弹，而引起b点电压不稳定。观察b点电压：5.5v->1.84v->4.28v->……，可见b点电压会有上下波动，这就是信号振铃。
信号振铃根本原因是负反射引起的，其罪魁祸首仍然是阻抗变化，又是阻抗！在研究信号完整性问题时，一定时时注意阻抗问题。
负载端信号振铃会严重干扰信号的接受，产生逻辑错误，必须减小或消除，因此对于长的传输线必须进行阻抗匹配端接。
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