有兩種方法能使高速電路在相對(duì)長(zhǎng)的線上工作而無(wú)嚴(yán)重的波形失真,TTL對(duì)快速下降邊沿采用肖特基二極管箝位方法,使過(guò)沖量被箝制在比地電位低一個(gè)二極管壓降的電平上,這就減少了后面的反沖幅度,較慢的上升邊緣允許有過(guò)沖,但它被在電平“H”狀態(tài)下電路的相對(duì)高的輸出阻抗(50~80Ω)所衰減。此外,由于電平“H”狀態(tài)的抗擾度較大,使反沖問(wèn)題并不十分突出,對(duì)HCT系列的器件,若采用肖特基二極管箝位和串聯(lián)電阻端接方法相結(jié)合,其改善的效果將會(huì)更加明顯。
當(dāng)沿信號(hào)線有扇出時(shí),在較高的位速率和較快的邊沿速率下,上述介紹的TTL整形方法顯得有些不足。因?yàn)榫€中存在著反射波,它們?cè)诟呶凰俾氏聦②呌诤铣?,從而引起信?hào)嚴(yán)重失真和抗干擾能力降低。因此,為了解決反射問(wèn)題,在ECL系統(tǒng)中通常使用另外一種方法:線阻抗匹配法。用這種方法能使反射受到控制,信號(hào)的完整性得到保證。
嚴(yán)格他說(shuō),對(duì)于有較慢邊沿速度的常規(guī)TTL和CMOS器件來(lái)說(shuō),傳輸線并不是十分需要的。對(duì)有較快邊沿速度的高速ECL器件,傳輸線也不總是需要的。但是當(dāng)使用傳輸線時(shí),它們具有能預(yù)測(cè)連線時(shí)延和通過(guò)阻抗匹配來(lái)控制反射和振蕩的優(yōu)點(diǎn)。1
決定是否采用傳輸線的基本因素有以下五個(gè)。它們是:(1)系統(tǒng)信號(hào)的沿速率,(2)連線距離,(3)容性負(fù)載(扇出的多少),(4)電阻性負(fù)載(線的端接方式);(5)允許的反沖和過(guò)沖百分比(交流抗擾度的降低程度)。
2.傳輸線的幾種類型
(1)同軸電纜和雙絞線:它們經(jīng)常用在系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的連接。同軸電纜的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,雙絞線通常為110Ω。
(2)印制板上的微帶線
微帶線是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線).與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開。如果線的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的,則它的特性阻抗也是可以控制的。微帶線的特性阻抗Z0為:
式中:【Er為印制板介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)
6為介電質(zhì)層的厚度
W為線的寬度
t為線的厚度
單位長(zhǎng)度微帶線的傳輸延遲時(shí)間,僅僅取決于介電常數(shù)而與線的寬度或間隔無(wú)關(guān)。
(3)印制板中的帶狀線
帶狀線是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線。如果線的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩層導(dǎo)電平面間的距離是可控的,那么線的特性阻抗也是可控的,帶狀線的特性阻抗乙為:
式中:b是兩塊地線板間的距離
W為線的寬度
t為線的厚度
同樣,單位長(zhǎng)度帶狀線的傳輸延遲時(shí)間與線的寬度或間距是無(wú)關(guān)的;僅取決于所用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。
3.端接傳輸線
在一條線的接收端用一個(gè)與線特性阻抗相等的電阻端接,則稱該傳輸線為并聯(lián)端接線。它主要是為了獲得最好的電性能,包括驅(qū)動(dòng)分布負(fù)載而采用的。
有時(shí)為了節(jié)省電源消耗,對(duì)端接的電阻上再串接一個(gè)104電容形成交流端接電路,它能有效地降低直流損耗。
在驅(qū)動(dòng)器和傳輸線之間串接一個(gè)電阻,而線的終端不再接端接電阻,這種端接方法稱之為串聯(lián)端接。較長(zhǎng)線上的過(guò)沖和振鈴可用串聯(lián)阻尼或串聯(lián)端接技術(shù)來(lái)控制。串聯(lián)阻尼是利用一個(gè)與驅(qū)動(dòng)門輸出端串聯(lián)的小電阻(一般為10~75Ω)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種阻尼方法適合與特性阻抗來(lái)受控制的線相聯(lián)用(如底板布線,無(wú)地平面的電路板和大多數(shù)繞接線等。
串聯(lián)端接時(shí)串聯(lián)電阻的值與電路(驅(qū)動(dòng)門)輸出阻抗之和等于傳輸線的特性阻抗。串聯(lián)聯(lián)端接線存在著只能在終端使用集總負(fù)載和傳輸延遲時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。但是,這可以通過(guò)使用多余串聯(lián)端接傳輸線的方法加以克服。
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