一、终端电阻的来历
终端电阻主要出现在高速信号传播的电路设计中,由于高速电路中信号传输过程中若出现阻抗不匹配的情况下,会在传输不匹配终端产生反射波,形成驻波严重影响到传输信号的质量,未解决此问题才出现的终端电阻,顾名思义在传输线末端添加以保障避免产生因高速信号链路阻抗不匹配而导致的信号干扰问题。通常是在线型网络两端即相距最远的两个通信端口上,并联在一对通信线上的电阻。终端电阻可吸收网络上的反射波,有效地增强信号强度。用于屏蔽信号反射,稳定和调整信号。
而终端匹配电阻值到底取值多少呢?取决于电缆的阻抗特性,与电缆的长度无关。像RS-485/RS-232一般采用双绞线连接,终端电阻一般介于100至140Ω,典型值为120Ω。在实际配置时,在电缆的两个终端节点上,即最近端和最远端,各接入一个终端电阻,而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻,否则将导致通讯出错。
简而言之,阻抗匹配是匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,也避免了信号振荡。减少噪声,降低辐射,防止过冲。在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,可防止过冲。
主要应用于数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时、地址线的终端串联、差分数据线终端并联等场合下。
二、使用终端电阻的原因
在通信过程中,主要是由于阻抗不连续和阻抗不匹配这两个方面导致信号反射。
1.阻抗不连续:信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小,信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射过程就像是一束光从一个介质进入到了另一种介质中引起反射类似。通过在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。
2.阻抗不匹配:引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配时,在负载端就会产生反射。这种原因引起的反射,主要表现在通讯线路处在空闲方式时,整个网络数据混乱。
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