Voor degenen onder u die PCB-ontwerp doen, hebt u waarschijnlijk weerstanden in serie op sommige signaallijnen gezien, toch? Wat doet dit onopvallende kleine component precies? Vandaag leg ik het u in de eenvoudigste bewoordingen uit, en u zult het na het lezen begrijpen!

Neem een ​​gangbaar voorbeeld: de datalijnen die de CPU en DDR-chips verbinden. Elke lijn heeft een weerstand die in serie is geschakeld. De kerntaak van deze weerstand is om het signaal 'gehoorzamer' te maken, zodat het niet afdwaalt - in vaktermen wordt dit 'impedantieaanpassing' genoemd, wat signaalreflectie voorkomt.

Het uitleggen van de principes is te droog, dus laten we simulatiesoftware gebruiken om het werkelijke effect te zien; het zal glashelder zijn!

Bouw een simulatiemodel

De eerste stap is het bouwen van een linkmodel. Stel de impedantie van de transmissielijn in op de veelgebruikte 50 ohm, en vervang vervolgens het zend- (tx) en ontvangst- (rx) uiteinde door een 1,8V hogesnelheidsmodel. Dit is noodzakelijk om een ​​realistische signaaltransmissiescenario te simuleren.

Verschillende weerstandswaarden leveren sterk verschillende resultaten op!

We hebben zes weerstandswaarden geselecteerd voor testen: 0 ohm, 10 ohm, 20 ohm, 30 ohm, 40 ohm en 50 ohm, specifiek om hun impact op signaalreflectie te onderzoeken.

De simulatieresultaten onthulden onmiddellijk de verschillen:

• Zonder een serieweerstand (0 ohm) schoot het signaal te snel omhoog, met ernstige overshoot;
• Overstappen naar 10 ohm en 20 ohm verminderde geleidelijk de overshoot, wat resulteerde in een veel betere golfvorm;
• Bij 30 ohm was de golfvorm het meest stabiel, zonder overshoot of traagheid, wat de beste signaalkwaliteit aantoonde;
• Echter, bij 40 ohm en 50 ohm werd de signaalstijging langzamer en trad er undershoot op, waardoor de resultaten minder dan ideaal waren.

​

Hoe kies je een weerstand?

Onthoud, een grotere of kleinere weerstand is niet per se beter! De sleutel is ervoor te zorgen dat de 'interne weerstand van het zend-uiteinde + de weerstand van de serieweerstand' gelijk is aan of dicht bij de impedantie van de transmissielijn (bijvoorbeeld de eerder genoemde 50 ohm). Dit elimineert reflecties.

In praktische ontwerpen is het over het algemeen raadzaam om te beginnen met 22-30 ohm. De specifieke waarde kan het beste worden geverifieerd via simulatie, of er kunnen tijdens latere debugging verschillende weerstandswaarden worden geprobeerd totdat het signaal aan de vereisten voldoet.

Leuk weetje: Waarom hebben moderne DDR-geheugens deze weerstand niet meer?

Moderne DDR-geheugens maken gebruik van ODT (On-Demand Technology), die de weerstand in de chip integreert, en deze is zelfs instelbaar! Het is echter belangrijk op te merken dat ODT alleen van toepassing is op datalijnen. Adreslijnen, besturingslijnen en kloklijnen kunnen, indien niet correct behandeld, nog steeds signaalreflecties ervaren.

Ook moeten serieweerstanden zo dicht mogelijk bij het zend-uiteinde worden geplaatst; ze te ver weg plaatsen, zal hun signaalverbeterende effect tenietdoen.