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終端電阻
 A.終端電阻的應用場(chǎng)合:時(shí)鐘,數據,地址線(xiàn)的終端串聯(lián),差分數據線(xiàn)終端并聯(lián)等。


終端電阻示圖

  B.終端電阻的作用:
  1、阻抗匹配,匹配信號源和傳輸線(xiàn)之間的阻抗,極少反射,避免振蕩。
  2、減少噪聲,降低輻射,防止過(guò)沖。在串聯(lián)應用情況下,串聯(lián)的終端電阻和信號線(xiàn)的分布電容以及 后級電路的輸入電容組成RC濾波器,消弱信號邊沿的陡峭程度,防止過(guò)沖。
  C.終端電阻取決于電纜的特性阻抗。
  D.如果使用0805封裝、1/10W的貼片電阻,但要防止尖峰脈沖的大電流對電阻的影響,加30PF的電容.
  E. 有高頻電路經(jīng)驗的人都知道阻抗匹配的重要性。在數字電路中時(shí)鐘、信號的數據傳送速度快時(shí),更需注意配線(xiàn)、電纜上的阻抗匹配。
  高頻電路、圖像電路一般都用同軸電纜進(jìn)行信號的傳送,使用特性阻抗為Zo=150Ω、75Ω的同軸電纜。
  同軸電纜的特性阻抗Zo,由電纜的內部導體和外部屏蔽內徑D及絕緣體的導電率er決定:

  另外,處理分布常數電路時(shí),用相當于單位長(cháng)的電感L和靜電容量C的比率也能計算,如忽略損耗電阻,則

  圖1是用于測定同軸電纜RG58A/U、長(cháng)度5m的輸入阻抗ZIN時(shí)的電路構成。這里研究隨著(zhù)終端電阻RT的值,傳送線(xiàn)路的阻抗如何變化。


圖1 同軸傳送線(xiàn)路的終端電阻構成

  只有當同軸電纜的特性阻抗Zo和終端阻抗FT的值相等時(shí),即ZIN=Zo=RT稱(chēng)為阻抗匹配。
  Zo≠RT時(shí)隨著(zhù)頻率f,ZIN變化。作為一個(gè)極端的例子,當RT=0、RT=∞時(shí)可理解其性質(zhì)(阻抗以,λ/4為周期起伏波動(dòng))。
  圖2是RT=50Ω(稍微波動(dòng)的曲線(xiàn))、75Ω、dOΩ時(shí)的輸人阻抗特性。當Zo≠RT時(shí)由于隨著(zhù)頻率,特性阻抗會(huì )變化,所以傳送的電纜的頻率特上產(chǎn)生彎曲.

  在高頻電路中,我們還必須考慮反射的問(wèn)題。當信號的頻率很高時(shí),則信號的波長(cháng)就很短,當波長(cháng)短得跟傳輸線(xiàn)長(cháng)度可以比擬時(shí),反射信號疊加在原信號上將會(huì )改變原信號的形狀。如果傳輸線(xiàn)的特征阻抗跟負載阻抗不匹配(相等)時(shí),在負載端就會(huì )產(chǎn)生反射。為什么阻抗不匹配時(shí)會(huì )產(chǎn)生反射以及特征阻抗的求解方法,牽涉到二階偏微分方程的求解,在這里我們不細說(shuō)了,有興趣的可參看電磁場(chǎng)與微波方面書(shū)籍中的傳輸線(xiàn)理論。傳輸線(xiàn)的特征阻抗(也叫做特性阻抗)是由傳輸線(xiàn)的結構以及材料決定的,而與傳輸線(xiàn)的長(cháng)度,以及信號的幅度、頻率等均無(wú)關(guān)。例如,常用的閉路電視同軸電纜特性阻抗為75歐,而一些射頻設備上則常用特征阻抗為50歐的同軸電纜。另外還有一種常見(jiàn)的傳輸線(xiàn)是特性阻抗為300歐的扁平平行線(xiàn),這在農村使用的電視天線(xiàn)架上比較常見(jiàn),用來(lái)做八木天線(xiàn)的饋線(xiàn)。因為電視機的射頻輸入端輸入阻抗為75歐,所以300歐的饋線(xiàn)將與其不能匹配。實(shí)際中是如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢?不知道大家有沒(méi)有留意到,電視機的附件中,有一個(gè)300歐到75歐的阻抗轉換器(一個(gè)塑料包裝的,一端有一個(gè)圓形的插頭的那個(gè)東東,大概有兩個(gè)大拇指那么大的)?它里面其實(shí)就是一個(gè)傳輸線(xiàn)變壓器,將300歐的阻抗,變換成75歐的,這樣就可以匹配起來(lái)了。這里需要強調一點(diǎn)的是,特性阻抗跟我們通常理解的電阻不是一個(gè)概念,它與傳輸線(xiàn)的長(cháng)度無(wú)關(guān),也不能通過(guò)使用歐姆表來(lái)測量。為了不產(chǎn)生反射,負載阻抗跟傳輸線(xiàn)的特征阻抗應該相等,這就是傳輸線(xiàn)的阻抗匹配。如果阻抗不匹配會(huì )有什么不良后果呢?如果不匹配,則會(huì )形成反射,能量傳遞不過(guò)去,降低效率;會(huì )在傳輸線(xiàn)上形成駐波(簡(jiǎn)單的理解,就是有些地方信號強,有些地方信號弱),導致傳輸線(xiàn)的有效功率容量降低;功率發(fā)射不出去,甚至會(huì )損壞發(fā)射設備。如果是電路板上的高速信號線(xiàn)與負載阻抗不匹配時(shí),會(huì )產(chǎn)生震蕩,輻射干擾等。
  當阻抗不匹配時(shí),有哪些辦法讓它匹配呢?第一,可以考慮使用變壓器來(lái)做阻抗轉換,就像上面所說(shuō)的電視機中的那個(gè)例子那樣。第二,可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電容或電感的辦法,這在調試射頻電路時(shí)常使用。第三,可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電阻的辦法。一些驅動(dòng)器的阻抗比較低,可以串聯(lián)一個(gè)合適的電阻來(lái)跟傳輸線(xiàn)匹配,例如高速信號線(xiàn),有時(shí)會(huì )串聯(lián)一個(gè)幾十歐的電阻。而一些接收器的輸入阻抗則比較高,可以使用并聯(lián)電阻的方法,來(lái)跟傳輸線(xiàn)匹配,例如,485總線(xiàn)接收器,常在數據線(xiàn)終端并聯(lián)120歐的匹配電阻。
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