高速電路系統(tǒng)設(shè)計中的端接匹配分析與選擇探討

趙明松

摘要：高速電路系統(tǒng)設(shè)計中端接匹配選擇十分重要，對于整個電路系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用都有非常重要的意義。本文筆者針對高速電路系統(tǒng)設(shè)計中端接匹配選擇進行分析，文章中簡要闡述高速電路系統(tǒng)的組成，同時對端接匹配進行分析，同時也總結(jié)端接匹配的設(shè)計分析。

關(guān)鍵字;高速電路系統(tǒng);端接匹配;設(shè)計分析

電路系統(tǒng)設(shè)計中，針對端接匹配方式進行選擇和設(shè)計非常關(guān)鍵，能夠在一定程度上解決信號反射問題，提升系統(tǒng)的信號接收能力和整體工作能力。而在當(dāng)前電路系統(tǒng)設(shè)計的端接匹配中，主要包括電路系統(tǒng)串行端接匹配、并行端接匹配等方式，不同的端接匹配形式具有不同的特點，對于電路系統(tǒng)的抗干擾影響也不同。所以，在實際的電路系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)該根據(jù)電路系統(tǒng)的電磁干擾需求、完成對端接匹配的選擇。

1.高速電路系統(tǒng)設(shè)計組成要點

高速電路系統(tǒng)設(shè)計對于整個高速電路系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用有非常重要的作用，一定程度上關(guān)系到高速電路系統(tǒng)的功能設(shè)計。而在實際的系統(tǒng)設(shè)計中，信號質(zhì)量、電磁干擾等方面的設(shè)計非常關(guān)鍵。尤其是電磁干仍預(yù)防方面的設(shè)計對于整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有十分重要的作用，能夠做好對系統(tǒng)的綜合應(yīng)用管控，確保設(shè)計更加合理。同時，在進行高速電路設(shè)計過程中，影響電磁干擾的主要因素除了線路板層、電力元器件之外，也包括端接匹配方式、合理的端接匹配方式設(shè)計，能夠減輕反射信號影響，提升電路系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

高速電路系統(tǒng)設(shè)計過程中，端接匹配設(shè)計十分重要。在整個電路系統(tǒng)進行設(shè)計過程中，電磁干擾源、耦合路徑、接收裝置的應(yīng)用實現(xiàn)了整個電磁環(huán)境的設(shè)計應(yīng)用。而在系統(tǒng)設(shè)計中，電磁信號的發(fā)射和接收會受到電磁環(huán)境干擾。而如果在設(shè)計過程中，電磁輻射干擾將會受到信號反射影響。所以，在電路系統(tǒng)的綜合設(shè)計中，利用端接匹配設(shè)計，能夠完成系統(tǒng)的綜合設(shè)計管控，確保設(shè)計應(yīng)用更加積極合理，也能夠提升設(shè)計效果。在其設(shè)計中，根據(jù)系統(tǒng)的電磁環(huán)境，完成對端接匹配模型的良好設(shè)計，確保模型設(shè)計應(yīng)用合理。

2.端接匹配方式分析

在高速電路系統(tǒng)進行設(shè)計過程中，端接匹配設(shè)計過程中，應(yīng)該注重對匹配接口進行綜合設(shè)計，確保設(shè)計應(yīng)用更加合理。而在現(xiàn)代化端接設(shè)計中，不同的接口形式不同，其功能特性也不同，以下是對端接匹配接口的良好設(shè)計應(yīng)用。

（1）串行端接匹配

串行端接匹配是一種常見的端接阻抗匹配方式，其主要包括源極驅(qū)動裝置、負載控制裝置以及阻抗匹配電阻組成。以下圖1為串行端接匹配原理圖。在串行端接連接之后，使用源極驅(qū)動裝置進行電力負載，從而實現(xiàn)阻抗匹配。同時在串行端接應(yīng)用過程中，為了實現(xiàn)最好的匹配新效果，對于高速PCB電路板布線也有一定的要求。匹配電阻應(yīng)該與源極驅(qū)動裝置保持最近的距離，匹配電阻的大小一般都在10歐姆-75歐姆范圍之內(nèi)。同時在進行電阻設(shè)計過程中，為了防止電路形成自激振蕩問題，需要設(shè)計輸出阻抗，提升設(shè)計效果。

串行匹配電阻的主要優(yōu)點在于其本身的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，采用串聯(lián)的方式將整體端接匹配模塊聯(lián)系到一起、而在其應(yīng)用過程中，串聯(lián)端接方式在高速運行狀態(tài)下，信號方式相對平緩、從而能夠起到穩(wěn)定電壓的作用。而在其低速系統(tǒng)運行中，其本身也比較穩(wěn)定。而在進一步的研究表明。在整個系統(tǒng)中，串行端接匹配，信號源端到終端的傳輸相對延遲、從而容易造成輸出邏輯混亂等問題，所以一般情況下，串聯(lián)端接匹配更適合應(yīng)用低速系統(tǒng)電路當(dāng)中。

（2）并行端接匹配

并行端接匹配形式也是一種常見的端接匹配方式，在其進行匹配過程中，也是采用直流匹配方式進行設(shè)計，在級間匹配設(shè)計中，負載端的電路輸入阻抗相對比較大，所以將負載端與匹配電阻進行并聯(lián)。在實施并行端接匹配過程中，是在PCB線路板信號傳輸導(dǎo)線中安裝了特征阻抗。要求在端接電阻設(shè)計中，要求端接電阻與負載端下拉電阻保持一致，從而減少信號反射問題。

并行端匹配電路設(shè)計附加一個并聯(lián)端接匹配電阻、為滿足極間前后極門限電壓、完成對高電平的充足供應(yīng)。從而提升整個電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在并行端接匹配應(yīng)用過程中，其本身的應(yīng)用優(yōu)勢在于分布負載、 并聯(lián)端接電阻電源上拉連接方式也能夠完成設(shè)計應(yīng)用。同時在并聯(lián)端接電阻設(shè)計中，可以落實好各項設(shè)計原則，同時在信號傳輸設(shè)計中，連接電源也具有良好的消除反射信號功能，確保消除信號反射的同時也能夠降低噪音。

（3）RC端接匹配

RC端接匹配也被稱作為交流端接匹配、在RC端接匹配應(yīng)用過程中，主要是以并行端接匹配方式為基礎(chǔ)的優(yōu)化匹配方式，在二者進行匹配過程中，針對前者進行了升級，主要是從降級電路損耗控制方面進行了技術(shù)升級，通過技術(shù)升級管控，確保二者的良好升級應(yīng)用更加合理，也能夠最大程度上提升設(shè)計質(zhì)量。RC端接匹配進行設(shè)計中，設(shè)計了其端口的總體有點，RC端接匹配具有噪聲容限低、功能消耗大的問題，同時功耗也主要包括布線設(shè)計，提升設(shè)計質(zhì)量，確保設(shè)計應(yīng)用更加合理，也能夠提升設(shè)計質(zhì)量。在進行綜合設(shè)計應(yīng)用過程中，采用分布負載和總線布線的設(shè)計應(yīng)用。同時在其進行綜合設(shè)計中，也包括RC端接匹配缺點綜合設(shè)計，提升設(shè)計質(zhì)量。在其進行綜合設(shè)計中，更可以完成對其端接的綜合設(shè)計。

（4）戴維寧并行端接匹配

戴維寧進行并行端接匹配設(shè)計中，需要注重電阻分壓器端接匹配設(shè)計。在其進行設(shè)計中，也是對并行端接匹配進行綜合設(shè)計，確保設(shè)計應(yīng)用更加合理。在進行戴維寧并行端接匹配設(shè)計中，電阻語言電源構(gòu)成上拉形式、同時在電阻進行設(shè)計中，并行端接邏輯高電平和邏輯低電平進行了目標(biāo)負載符合，確保其設(shè)計應(yīng)用更加合理，也能夠最大程度上提升端接匹配設(shè)計效果。在并行端接匹配設(shè)計中，主要優(yōu)勢在于能夠吸收傳輸波，同時消除反射。在戴維寧并行端接匹配中，負載可以通過驅(qū)動多扇、完成對分支短線沿線分布設(shè)計，確保設(shè)計應(yīng)用更加合理，提升設(shè)計效果，確保短線的綜合設(shè)計應(yīng)用更加合理，也能夠提升源端器件驅(qū)動能力的綜合設(shè)計，通過各方面的設(shè)計，確保源端器件驅(qū)動能力設(shè)計符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，確保其綜合設(shè)計更加合理[1]。

3.端接匹配的合理選擇

端接匹配對于高速電路系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)鍵的影響，所以在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)該注重對端接匹配的合理選擇，提升端接匹配的在綜合設(shè)計效果，對于系統(tǒng)的抗電磁能力以及發(fā)射信號消除能力提升有重要的作用。在進行選擇過程中，應(yīng)該從成本、系統(tǒng)功率需求以及功能特性進行分析設(shè)計，確保端接匹配設(shè)計合理。其具體的設(shè)計應(yīng)用過程中。上述總結(jié)了串行端接匹配、并行端接匹配、RC端接匹配、戴維寧端接匹配等多種匹配方式，而不同的端接匹配具有不同的匹配方式，同時各信號端接方法也適合應(yīng)用不同的高速電路。以下是對不同端接方式的比較，針對端接運行成本、增加延遲效果、功率需求、以及特性進行了比較。分析中將各端接比較分為高、中、低三個檔次[2]。

①串行端接匹配成本相對比較低、增加延遲效果，對于電路系統(tǒng)的工作功率需求相對比較低，并且的串行端接匹配直流噪聲極限特性相對比較好。

②并行端接匹配成本也比較低、增加延遲效果相對比較小、但是對于電路系統(tǒng) 工作功率需求比較高、所以從整體而言并行端接方式的功率消耗相對比較大。

③RC端接匹配成本控制中等，成本與其他兩種方式相比適中，增加延遲效果相對比較小，對于電路系統(tǒng) 工作功率需求比較高。而與其他兩種并行方式相比較而言，RC端匹配降低帶寬的同時也能夠呈現(xiàn)容性，這是一種良好性能。

④戴維寧端接匹配成本相對比較高、增加延遲功能比較小、而對于系統(tǒng)的功率需求比較低、戴維寧端接匹配實施過程中，存在有極限過沖現(xiàn)象，一定程度上提升極限過沖效果。

在進行端接匹配的選擇過程中，可以根據(jù)上述特點總結(jié)進行端接匹配應(yīng)用，確保端接匹配的綜合設(shè)計更加合理[3]。

結(jié)束語

本文筆者針對高速電路系統(tǒng)端接匹配進行設(shè)計，文章中簡要闡述了高速電路系統(tǒng)的綜合設(shè)計應(yīng)用，在電路系統(tǒng)的綜合設(shè)計中，應(yīng)該注重系統(tǒng)的綜合管控設(shè)計，確保電路系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用更加合理。

參考文獻

[1]黃世瑜. 高速電路系統(tǒng)設(shè)計中的端接匹配分析與選擇[J]. 2021（2017-1）：157-161.

[2]王若溪. 微通道板CMOS讀出電路的研究與設(shè)計[D]. 吉林大學(xué)， 2019.

[3]王祎帆， 王楊， 王強，等. 基于Hyperlynx的高速電路端接技術(shù)仿真研究[J]. 汽車文摘， 2020（5）：6-6