用一个电阻减小回声
一句话总结
串联电阻吸收来自源头的电流,并减少负载的反射。即使两个电阻都出现了50Ω,电路的电压和电流也不相同。
为什么需要这个?
如果看到反射,很容易认为“只要加上50Ω的电阻就可以了”。但是如果忘记在哪里放,驱动器里已经有多少电阻,就会制造出与意图不同的电路。在实际的设计审查中,值和位置是一对。在这个模块中,其他部件保持原样,只改变端点位置,以分离原因。
标准电路的第一接收电压约为5.5V。降低结果到3.3V的方法之一是使源的总电阻与线路保持一致。但仅仅“降低了高电压”并不意味着所有设计问题都解决了。其他线路电阻、驱动器电阻、单个或接收点剩余的误差会有所不同。
怎么行动
让我们再看看源反射系数ΓS=(Rs−Z0)/(Rs+Z0)。Rs=Z0的话分子是0,所以返回源的波不会再次反射到负载方向。这次驱动器已经是10Ω了,所以额外的串联电阻是40Ω。如果将额外的电阻定为50Ω,总和是60Ω,与名义线路50Ω不符。
如果调整好电源,第一次进入线路的电压是电源的一半,即1.65V。在非常大的负载下,反射的波加在一起,接收端大约是3.3V。因此,不能只看发送端的第一波形就判断“只输出了一半,失败”。在哪里、什么时候读到的也是结果的一部分。
当从负载返回的波到达源时,发射器的电压本身可能会发生变化。ΓS=0并不意味着该节点的电压永远是初始值,而是意味着到达的波不会再次向前弹出。如果将实际电路节点的电压和向一方向移动的波的成分区分开来,就会消除这种表面上的矛盾。
相反,如果使负载电阻RL与Z0相同的50Ω,ΓL=0。这时没有负载回来的波。假设额外的串联电阻为0Ω,驱动器为10Ω不变。首先从线路出去的波为3.3×50/(10+50)=2.75V,接收端也是2.75V。虽然没有反射,但逻辑电压并没有与电源相同。
| 实验 | 追加串联电阻 | 负载 | 首先要比较的 |
|---|---|---|---|
| 标准 | 0Ω | 1GΩ | 第一次接收超声波和后反射 |
| 串联端子 | 40Ω | 1GΩ | 总源50Ω和第一个接收电压 |
| 并列端子 | 0Ω | 50Ω | 接收电压降低和持续电流 |
并行端子还有电力等其他成本。在理想无损路线的足够长时间DC状态下,可以根据源和负载电阻计算电流。电流I=Vs/(Rs+RL),负载消耗功率P=I²RL。这个值不是在第一个14ns的任意时刻测量的瞬时功率,而是正常状态预测。
例如,如果Vs=3.3V,Rs=10Ω,RL=50Ω,则I=0.055A,负载功率为0.15125W。如果想用mA表示,最后乘以1000。分析函数的返回字段是current_a和load_w,所以把55直接放在current_a上会出1000倍的错误。电压·电阻计算是正确的,但在单位转换中结果不正确的情况也需要一起防御。
但这不能说这次的计算选择了实际阻抗的规格。温度、额定功率、驱动器的非线性输出阻抗和实际保护条件都没有包括在内。我们比较的是在规定的理想模型中端方式造成的差异。在应用于产品时所需的确认清单将单独保留在这个小型模型的计算中。
在名义值上调整的40Ω在所有条件下都是完美的吗?如果把驱动器改成8/10/12Ω,线路改成45/50/55Ω,总共有9个组合。额外电阻继续固定为40Ω。如果在每个组合中再次优化额外电阻,就会比起“同一个零件能承受多少偏差”的问题,而是比较不同的设计。
如果收集9个波形的接收最大值,就可以找到在代表条件中看不到的剩余反射。这个网格是教育用条件集合,不是过程的概率分布。不能根据其中一个高值估计9分之一的产品会失败。要说概率,需要分布和相关性等其他依据。
分析函数summarize返回count、min_peak_v、max_peak_v、max_case。如果最高值相同,则按名称的字典顺序选择前面的组合。这个规则不是物理定律,而是为了报告的可重复性而承诺的。因为如果读目录的顺序改变,甚至最高条件的名字也改变,就很难比较彼此的结果。
在现场相遇的样子
如果一次性更改多个条件,即使结果变好,也很难知道原因。首先,将标准电路保存起来,分别在单独的文件夹中创建串行和并行电路。文件夹中必须连接输入模型、电路文本、波形和运行报告。如果不断覆盖“最终.csv”,就会记住会议中使用了哪些电阻。
在本课程中不包括从驱动器模型和PCB stackup中提取Z0的实际工作。在这里练习浏览提供的数值集合,自动读取结果的感觉。之后,在粘贴实际零件模型、频率依赖损耗、测量结果时,也需要这种将条件和输出文件连接的工作习惯。
接下来要学习的
在下一个模块中,我们将看看即使solver成功了,也需要重新验证结果的原因。在最后一个练习中,分别创建了串行终止和并行终止的输出文件夹,将时间间隔改为一半,计算了数值差异。我们将区分与最大值减少的一个主张和依据相关的验证报告。