阻抗偏高到60~65欧姆有什么危害（上）

作者：袁波（微信公众号：高速先生）

下面就让我们通过仿真实例来看看，阻抗偏高到60~65欧姆对信号到底有什么危害。

1、    从反射角度分析

一般情况下，板子上的DDR信号较多，且DDR信号传输速率也不低，我们就以DDR主控芯片为例来仿真验证一下。首先搭建如下拓扑结构：


图1

主控芯片是飞思卡尔的P1020，接收端选用的是美光DDR3颗粒。信号速率为800Mbps。中间传输线的阻抗分别取40,50,60,65欧姆，对比U1端接收到的波形，如图2所示：


图2

由图2可知，在传输线阻抗为65欧姆的时候，信号波形的过冲很大，已经超出了芯片的耐压值，像这种情况，作为SI工程师就必须采取一定的措施了，通常是给通道加上端接电阻。那么在有串联电阻端接的情况下，信号波形又是什么样的呢？我们来验证一下。

在图1的拓扑结构中加入串联电阻，如下图3所示：


图3

与上面的例子一样，扫描中间传输线阻抗，得到的波形如下图4所示：


图4

由图4可知，和没有加串阻时候的趋势一样，传输线阻抗较高时，信号的过冲大一些。在添加串联电阻之后，信号的过冲被降了下来，可见串阻的作用是很明显的。

加串阻只是其中的一种改善措施，像DDR地址信号一般会加上拉电阻，加上上拉电阻后又会怎样呢？还是来仿真一下，拓扑结构如下图5所示：


图5

同样，扫描中间一段传输线阻抗，波形如下图6：


图6

由图6可知，在有上拉电阻的时候，主线段阻抗变化对波形的影响也是较小的。

数据信号一般都有终端ODT端接电阻，我们再来看一下在打开ODT状态下，信号线阻抗变化对信号的影响。信号速率为1.6Gbps，接收端使用60欧姆ODT（其实从反射的原理中，我们可以知道ODT取值的大小会影响反射的幅值，这里我们主要比较主线段阻抗变化对信号质量的影响，所以接收端选取了一个固定的ODT阻值）。

仿真波形如下图7所示：


图7

由上图7可知，在打开ODT情况下，过冲很小，且四种阻抗对应的波形差异很小，这样主线段阻抗偏离对信号的影响几乎可以忽略了。

上面仿真实例简单分析了传输通道的四种情况，当然现实的拓扑结构可能要比这个复杂一些，但是上面的这四种情况也是能够说明一些问题的，相信网友们已经发现了一些规律。

由于篇幅限制，从其它角度分析阻抗偏高对信号带来的影响将在下篇文章中呈现，敬请期待…