传输线反射以及终端电阻
第五章 传输线与反射
1V入射信号，终端电压值。为入射波与反射波之和。16
第五章 传输线与反射
5.3 电阻性负载的反射
那么采用源端匹配还是终端匹配？
• 常说采用源端匹配较好，为什么？假设源端不匹 配（如传输线特性阻抗为50W ，源内阻为10W）， 而终端匹配（终端负载为50W）。此时，因为传输 线上电压分压的关系，终端实际电压反而不到1V （50/60×1V=0.83V）。另外，终端常常给定的， 或者是要求高阻负载，不易匹配。 • 相 反 ， 对 于 1V 的 信 号 源 ， 当 源 端 单 端 匹 配 （50W），而终端开路时，传输线分压所得的0.5V， 在终端叠加成1V。当反射波返回源端时即被吸收， 不再形成振铃。因此，终端波形为1V的阶跃函数。
利用网格图仿真传输线远端的电压。用SPICE仿真得到。
23
第五章 传输线与反射
5.5 反弹图
图中有两个重要的特性：
第一，远端的电压最终逼近源电压1V，因为该 电路是开路的。所以，这是一个必然的结果， 即源电压最终是加在开路上。
第二，开路处的实际电压有时大于源电压。源 电压仅1V，然而远端测得的最大电压是1.68V。
入射信号穿越分界面时，产 生了反射电压和电流，从而 使分界面两侧的电压和电流 回路相匹配。
8
第五章 传输线与反射
5.2 反射形成机理
• 入 射 信 号 Vinc 向 着 分 界 面 传 播 ， 而 传 输 信 号 Vtrans向远离分界面的方向传播。分界面两侧电 压相同的条件：
Vinc Vrefl Vtrans
驱动器分别连接电阻10kW和10W时的输出电压。由这两个电压 19 计算驱动器内阻。
终端电阻
终端电阻的含义
高频信号传输时，信号波长相对于传输线较短，信号在传输终端会形成反射波，干扰原信号，所以在传输末端要加终端电阻，使信号到达传输末端后不反射。
对于低频信号则不用，在长线信号传输时，一般避免信号的反射和回波，也需要在接受终端接入终端电阻匹配。
终端匹配电阻取决于电缆的阻抗特性，与电缆长度无关。
RS485/RS422一般采用双绞线连接（屏蔽或非屏蔽），终端电阻一般介于100-140欧姆，典型值为120欧姆，在实际配置中，在电缆的缆的两个终端节点上，起始端和最远端各接入一个终端电阻，儿处于中间的各节点，不能接入终端电阻，否则将导致通讯失误。
终端电阻的作用：一般说法：终端电阻是为了消除在电缆中的信号反射，在通信中有两种情况导致信号反射，阻抗不连续和阻抗不匹配，1.阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻值很小，甚至没有，信号在这个地方就会引起反射，这种信号反射原理，与光从一种介质进入另一种介质原理相似，消除这种反射，就必须在电缆末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小到的终端电阻，使电缆阻抗连续，由于信号在电缆上的传输是双向的，引起信号反射的另一原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配，这种原因引起的反射主要表现在通讯线路在恐闲方式时，整个网络数据混乱，要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
RS485通讯原理，采用两根双绞线，一根A+或信号正极，一根A-或信号负极，采用差分信号，正信号在+2--+6V之间，负信号在-2---6V之间。
RS422通讯原理，采用四根线。
发射+，发射-，接收+，接收-.
RS232通讯原理,三根线，发射2-3，接受3-2. 5-5GND,发射和GND比较电压，接受和GND 比较电压，记录电压即可。
信号完整性(SI)分析-9~10传输线与反射
反射和失真使信号质量下降。一些情况下，它们看起来 就像是振铃。引起信号电平下降的下冲可能会超过噪声容 限，造成误触发。图 8.1 示例了短传输线末端由阻抗突变 造成的反射噪声。
Voltage, V ── 电压，V
time，nsec ──时间，ns
图 8.1 在 1 in 长、阻抗可控互连线的接收端，由于阻抗不匹配和 多次反射而产生的“振铃”噪声。
第二种特殊情况是传输线的末端与返回路径相短路， 即末端阻抗为 0。反射系数为(0 - 50) /(0 + 50) = -1。 1V 入射信号到达远端时，产生-1V 反射信号向源端传播。 短路突变处测得的电压为入射电压与反射电压之和， 即 1V + -1V＝0。这是合理的，因为如果此处是严格按定义 规定的短路，短路点两侧不可能有电压差。此处电压为 0V 的原因就是它是从源端出发的正向行波和返回源端的负向 行波之和。
高速电路与系统互连设计中 信号完整性(SI)分析
(之9~10[八]：传输线与反射)
李玉山
西安电子科技大学电路CAD研究所
8.0
提示
引言
如果信号沿互连线传播时所受到的瞬态阻抗发生变化，则一部分信号将
被反射，另一部分发生失真并继续传播下去，这一原理正是单一网络中多数信号完整 性问题产生的主要原因。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
reflected ──反射
incident── 入射
measured ──测量
图 8.4 如果区域 2 是开路，则反射系数
经常说信号到达传输线的末端时，其值翻倍。从数值上这是正确的，可实
际上发生的情况并非如此。总电压即两个行波之和虽然是入射电压的两倍，但是这样 说会引起错误的直觉。最好还是把末端电压看作入射电压与反射电压之和。
can终端电阻误差
can终端电阻误差1.引言1.1 概述本文讨论的主题是终端电阻误差。
终端电阻是指在电路中用于匹配阻抗、降低反射波的电阻。
在实际应用中，终端电阻误差是无法避免的，它会对电路的性能产生一定的影响。
因此，减小终端电阻误差是非常重要的。
在本文中，我们将首先介绍终端电阻的定义。
终端电阻是指在电路的末端或信号源的输出端串联的一个电阻。
它对于电路的性能具有重要意义。
终端电阻的大小和阻值决定了电路的特性阻抗，它会影响信号的传输和反射情况。
接下来，我们将讨论终端电阻误差的影响因素。
终端电阻误差的大小受到多种因素的影响，包括电阻的精度、温度变化、线路长度等。
这些因素将会引起终端电阻的实际阻值与理论阻值之间的差异，从而产生误差。
针对终端电阻误差的重要性，我们将在结论部分进行具体的阐述。
终端电阻误差会对电路的性能造成一定的影响，因此我们需要对其进行合理的控制和减小。
在文章的最后，我们将提出一些减小终端电阻误差的方法和建议，以帮助读者更好地理解和应用终端电阻。
通过本文的阐述，读者将能够了解到终端电阻误差的概念、影响因素以及减小误差的方法，从而对终端电阻误差有一个更加深入的理解。
此外，本文还将通过详细的论述和实例分析，帮助读者更好地应用终端电阻，提高电路性能和实际应用效果。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分来探讨终端电阻误差的问题。
首先，在引言部分，我们将对本文的整体内容进行概述，明确文章的目的和重要性。
接着，在正文部分，我们将详细介绍终端电阻的定义，并深入分析终端电阻误差的影响因素。
最后，在结论部分，我们将强调终端电阻误差的重要性，并提出一些可行的方法来减小这种误差。
在正文部分的第二章，我们将从终端电阻的定义入手，介绍终端电阻的基本概念和作用。
我们将探讨终端电阻在电路中的具体作用，以及它对电路性能的影响。
同时，我们将对终端电阻的特性进行介绍，包括典型的终端电阻值范围和常见的终端电阻类型。
接下来，在第三章中，我们将重点讨论终端电阻误差的影响因素。
终端电阻的作用
在通讯中，增加终端电阻的作用是什么？（1）一般说法：终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法，就必须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。
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。
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。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
（2）永宏PLC手册：信号传输电路由于各种传输线都有其特性阻抗（以Twisted Pair 而言约为120Ω）。
当信号在传输线中传输至终端时，如果它的终端阻抗和特性阻抗不同时，将会造成反射，而使信号波形失真（凹陷或凸出）。
该失真的现象在传输线短时并不明显，但随着传输线的加长会更加严重，致使无法正确传输，这时就必须加装终端电阻（Terminator）。
FBs-PLC 内部已安装有120Ω终端电阻，要施加终端电阻时请打开PLC 通讯盖板，将指拨开关调到〝ON〞的位置上（出厂时指拨是置于〝OFF〞位置），但注意终端电阻只能在Bus 的最左和最右的两侧PLC上施加，两侧间的所有PLC 指拨需置于〝OFF〞位置，否则会造成RS-485 推动能力不足。
一个485网络，可能最多会有32个设备接上去，线长最大为1千米。
这个终端负载电阻线路的两端用阻抗匹配电阻,是所有的电阻都是XXX欧，还是这么多并起来的等效电阻值是120欧（是芯片的资料上给出的终端负载电阻）.终端电阻和偏置电阻一个正规的RS-485网络（比如MPI，DP）应使用终端电阻和偏置电阻。
终端电阻
终端电阻在通讯中，增加终端电阻的作用是什么？（1）一般说法：终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法，就必须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。
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。
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。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
（2）永宏PLC手册：信号传输电路由于各种传输线都有其特性阻抗（以Twisted Pair 而言约为120Ω）。
当信号在传输线中传输至终端时，如果它的终端阻抗和特性阻抗不同时，将会造成反射，而使信号波形失真（凹陷或凸出）。
该失真的现象在传输线短时并不明显，但随着传输线的加长会更加严重，致使无法正确传输，这时就必须加装终端电阻（Terminator）。
FBs-PLC 内部已安装有120Ω终端电阻，要施加终端电阻时请打开PLC 通讯盖板，将指拨开关调到〝ON〞的位置上（出厂时指拨是置于〝OFF〞位置），但注意终端电阻只能在Bus 的最左和最右的两侧PLC上施加，两侧间的所有PLC 指拨需置于〝OFF〞位置，否则会造成RS-485 推动能力不足。
终端电阻在通信中的作用2007-11-16 15:07终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
终端电阻
终端电阻在通信中的作用终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法，就必须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。
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。
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。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
一般终端匹配采用终端电阻方法，RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。
终接电阻在RS-485网络中取120Ω。
相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。
这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。
另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。
利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。
但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。
还有一种采用二极管的匹配方法，这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的，节能效果显著。
肖特基二极管“匹配”：当受到功耗限制时,肖特基二极管提供了另外一种终端连接方法。
与前面介绍的方法不同的是,它并不打算与电缆线匹配,而是简单地把反射信号引起的过压或欠压信号进行钳位。
其结果是,总线或接收器输入端电压信号被限制在VCC+VFD（二极管正向导通电压）或GND-VFD范围内。
由于肖特基二极管仅在电压过冲时起作用,因此它们消耗很少一点能量。
为什么RS485总线要接终端电阻.
[资源分享] 为什么RS485总线要接终端电阻终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法，就必须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。
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。
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。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
补充说明：1.RS-485需要2个终接电阻，接在传输总线的两端，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。
在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。
2. 为了抑制干扰，RS485总线常在最后一台设备之后接入一个120欧的电阻（即为上面所述）。
3.RS-485与RS-422的共模输出电压是不同的。
RS-485共模输出电压在-7V 至+12V之间， RS-422在-7V 至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12KΩ；RS-422是4kΩ；RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。
RS485为什么长距离通信时要加一个终端电阻？485的通信方式就是一个正极D+和一个负极D －，两线间的电压为0和1的信号，为什么长距离的时候要加一个终端电阻？在后面并个电阻的作用是什么？个人感觉并不并联这个电阻从电气原理上好像没有太多的意义？这个电阻为什么能识别是整个网络节点中的最后一个设备？最佳答案恩，作为网络传输路径，其中一个重要的指标就是信号反射。
反射理论
反射理论 一、传输线1.1、传输线模型在高速电路的世界里，因操作频率的升高，波长相对变短。
当波长与线路的长度接近到相近的数量级时，必须把信号当电磁波来看。
当高速信号沿着信号线传输时，会存在电阻、分布电容和分布电感（如图A ）。
分布电感和分布电容的存在，为反射的产生提供了先决条件。
1.2、信号沿传输线传输的过程在低速信号传输时，我们认为发送的信号与接收的信号是同时到达的，且信号的形状完全一样，然而在高速电路下，情况将不是这样，可通过一个例子来说明： 在图B 中，电源+E 经开关S1与传输线的始端相连，传输线的终端接负载R ，假设传输线本身的电阻很小，可忽略不计。
那么，当开关合上时，传输线两端的电压和电流将出现什么变化？ 许多人会说，“开关合上后，传输线各点的电压由0V 变为+E ，电流等于E/Z0。
” 这个回答对于达到稳定的情况是正确的，然而在开关合上的瞬间，情况不是这样的。
从上述模型中可以看到，每一根传输线都具有一定的电感和电容。
假设传输线分成许多长度为ΔXi 的小段，设每一小段具有电感L i 和电容C i （i 设为段号）。
我们知道由于电感的存在将阻碍电压的突变，由此出发我们来看一下信号传输的瞬态过程。
开关合上的瞬时（t =0），传输线始端电压V 0由0变为+E ，这时C 1尚未充电，因此全部的电压变化加到L 1上，由于电感中反电动势的作用，使得电感中电流的变化迟后于加在它上面的电压变化，此后，随着电感L 1上电流i 1的增加，将流过C 1使电容充电，而电容上电压的变化又要滞后于它的充电电流的变化，因此电压U 1的变化相对于U 0的变化又滞后一段时间Δt ，由于ΔＬ和ΔＣ数值很小，因此引起的延迟时间也是很小的。
当Ｕ1开始上升时，由于Ｌ2的存在，又阻碍着电流立即进入第二小段，当经Δｔ时间，Ｃ１上的电压已充到Ｖ１＝＋Ｅ时，Ｌ１两端的电压差等于０，它的电流达到某一个值（设为Ｉ），暂时保持不变，这时这个电流进入第二小段，成为Ｃ２的充电电流ｉXY 图C、传输线上电压波和电流波图A 、R ：Resistance per Unit LengthL: Inductance per Unit Length C: Capacitance per LengthG: Conductance per Unit Length２。
消除传输线的反射带来的影响的方法
消除传输线的反射带来的影响的方法消除传输线的反射带来的影响是保证信号传输质量和稳定性的重要任务之一。
反射信号可能会导致信号失真、噪声增加以及其他不良影响，因此需要采取一系列措施来解决这些问题。
本文将就这方面的方法进行探讨。
1.增加终端阻抗匹配：终端阻抗匹配是消除传输线反射的基本方法。
当信号源的输出阻抗与传输线的特性阻抗相匹配时，传输线上的反射信号将被最小化。
通常，使用特性阻抗和终端阻抗相等的传输线，如50欧姆同轴电缆，以确保阻抗匹配。
2.添加终端电阻：在一些情况下，无法完全匹配终端阻抗。
因此，添加一个匹配终端的电阻来吸收反射信号是一种常见的方法。
这种电阻被称为终端电阻或终端阻抗，并且应与特性阻抗相等。
这样做可以使反射信号被吸收，避免与主信号相互干扰。
3.采用衰减器：衰减器是一种用于降低信号幅度的电路。
在传输线的末端或关键节点处安装衰减器可以有效地消除反射信号。
衰减器的阻抗应与特性阻抗相匹配，以确保在不引入过多信号噪声的同时实现衰减效果。
4.使用终端网络：终端网络是一种由电阻、电容和电感等元件组成的网络。
它被安装在信号源和传输线之间，用于调整阻抗并消除反射信号。
终端网络的设计可以根据特定需求进行调整，以匹配传输线和信号源的特性阻抗。
5.调整传输线长度：传输线长度的选择对于消除反射信号也起着重要作用。
当传输线长度为特定波长的整数倍时，反射信号可以在较远的位置被吸收，从而减少反射对信号质量的干扰。
因此，可以通过调整传输线长度来最小化反射信号。
6.使用阻抗转换器：阻抗转换器是一种被广泛用于消除传输线反射的设备。
它将信号源的输出阻抗与特性阻抗匹配，将传输线的输入阻抗与特性阻抗相匹配。
这样做可以有效地减少反射信号，提高信号传输的质量和稳定性。
7.增加终端接地：良好的接地是消除传输线反射信号的关键。
将终端接地良好地连接到地线可以有效地降低信号的反射。
同时，减少接地导线的长度和电阻也是必要的，以确保信号的良好接地。
PCB传输线电磁波传播分析(反射入射以及TDR)
Pegasus 原创文档PCB 传输线电磁波传播分析（反射入射以及 TDR）Pegasus Yu 本文的目的是分析电磁波在 PCB 传输线上时候的电压， 电流关系， 以及 TDR 原理的分析。
以如下的图例来进行说明。
传输线用同轴线代替 （便于画图） 原理是一样的。
， 理想情况都是电磁场方向与传播方向垂直的 TEM 波。
图 1 电原理图 上图中 vp1,vp2,vp3 是电压探点。
Source1 是理想电压源。
50 欧姆电阻表征电 源内阻，与传输线特征阻抗相等。
㈠ 瞬间电磁波的传播 首先假设电压源输出一个瞬间电平为 12V 的电压， 电磁波会从电源传到终端 电阻。
当电磁波从电源出来到达传输线时，根据传输线理论，vp2 对应的位置有 6V 的电压。
即vp 2 = vp1Z0 Rs + Z 0Z 0 是传输线特征阻抗，关于特征阻抗的定义以及计算，请参考相关书籍。
Rs 代表 50 欧姆电源内阻。
电磁波刚到传输线时，会试图在传播到的位置建立 6V 的电压，因此会从电 源拉出电流，在该位置上放置电荷，使得该位置与参考平面间的电压为 6V。
从 而在传输线与参考平面间建立电容效应，同时因为有电流出现，会产生磁场，也 就建立了电感效应。
这个时候，从电源拉出的电流等于 6V 的电压除以特征阻抗。
6V 即 I= = 0.12 A 50Ohm 当电磁波继续向前传播，波前在新的位置建立 6V 电压和产生 0.12A 电流， 新的位置的电流来自先前的位置的电荷。
而后面没有跟上的电磁波时，先前位置 的电压和电流都变为 0。
当有跟上来的电磁波时，先前位置也会建立 6V 电压和 产生 0.12A 电流，因此，如果是持续不断的电磁波传播，那么会在传输线上一直2007-10-24Pegasus 原创文档有电流流动。
我们假设的瞬间电磁波在传输线上传播时，只有波前位置有电流和电压。
也 就是设电磁波的传播速度为 v,传输线上某个位置 a 到靠电源那边的边界距离为 d，电磁波传到传输线该边界的时间点为 0s，那么经过时间 t=d/v 后，a 点和 a 点前面那些位置的电压和电流就为 0。
CAN总线为何要加终端电阻？
CAN总线为何要加终端电阻？1.信号反射在电路中，信号反射是指信号在传输线或电路中遇到阻抗不匹配导致部分信号被反射回去的现象。
这种反射会引起信号的失真和干扰，对电路的性能和可靠性产生负面影响。
至于为什么会反射，这里引用《信号完整性与电源完整性分析第三版》原文（有省略）的分析：“为什么信号遇到阻抗突变时会发生反射？答案是：产生反射信号时为了满足两个重要的边界条件。
必须记住，信号到达瞬时阻抗不同的两个区域（区域1，区域2）的交界面时，在信号-返回路径的导体中仅存在一个电压和一个电流回路。
在交界面处，无论时从区域1还是从区域2看过去，在交界面两侧的电压和电流都必须相等。
边界处不可能出现电压不连续，否则此处会有一个无限大的电场；交界面处也不可能出现电流不连续，否则会在此处产生静电荷。
假如没有产生返回源端的反射电压，同时又要维持交界面两侧的电压和电流相等，就需要关系式V1=V2,I1=I2。
但是，又有I1=V1/Z1,I2=V2/Z2。
当两个区域的阻抗不同时，这4个关系式绝对不可能同时成立。
”上诉文章论述中，原作者是借用了反证法与数学推论说明，当瞬时阻抗突变时会不合理，从而只有反射才能使得两个边界条件成立。
当然以上分析方法是基于集总电路理论分析的，所以显得物理世界有些拟人化了。
作者在本段最后也说：“没有人知道到底是什么产生了反射电压，只是知道这样产生之后，交界面两侧的电压才能相等，交界面处的电压才是连续的。
”实际上，我在深入了解后发现，如果使用电磁学理论来研究反射问题会有更合理的解释，也就是搞清楚为什么电磁波会在波导体内发生反射。
但是这又是另一个话题了。
《信号完整性与电源完整性分析第三版》上述文段中的分析并不妨碍我们计算反射系数等等反射规律，文段的结论是：在阻抗突变的地方会发生反射，这意味着我们为了避免这种情况的发生能有以下措施：1.使用可控阻抗互联；2.传输线两端至少有一个端接匹配；3.选择布线拓扑结构，使分支的影响最小化；4.让几何结构的任何突变都最小化。
CAN通信的终端电阻作用
CAN通信的终端电阻作用
CAN总线两端必须连接终端电阻才可以正常工作，终端电阻应该与通讯电缆的阻抗相同，典型值为120欧姆。
其作用是匹配总线阻抗，提高数据通信的抗干扰性及可靠行。
总结为以下4点：
其一：
终端电阻的作用就是吸收信号反射及回波，而如果阻抗不连续以及不匹配便会产生信号反射，从而对传输的信号产生干扰。
其二：
如果把终端电阻加在单独的两根线上，相当于一个开环的状态。
这种连接方式会导致单线上阻抗更加不连续，在末端突然变为0，会导致反射成倍增加。
其三：
高速CAN所加的两个120欧的电阻实际上模拟的是线束连接无穷远的时候在传输线上产生的特性阻抗（而不是实际阻抗），这是个典型经验值，具体值取决于所采用的线束类型。
高速CAN 之所以要加终端电阻，是因为高频信号传输时，信号波长相对传输线较短，信号在传输线终端会形成反射波，干扰原信号，所以需要在传输线末端加终端电阻，使信号到达传输线末端后不反射。
其四：
低速CAN之所以不加终端电阻，是由于波长相对较长，反射和回波较弱。
但低速CAN系统的控制单元会有自己独立的终端电阻，它不是连接在CAN-high导线与CAN-low导线之间，而是连接在每根导线对地或对+5V电源之间。
如果蓄电池断电，电阻就没有了，这时用万用表无法测出电阻。
传输线与反射剖析
等于入射电压的幅度乘以反射系数。 反射系数描述了反
射回源端的那部分电压。传输系数描述了通过交界面进 入第二区域的部分入射电压。
5
传输线与反射
1.2 反射形成机理
为了减少和消除反射，在高速电路板设计中的
要注意四点：
1. 使用可控阻抗互连线；
2. 传输线两端至少有一端需要匹配；
3. 采用使多分支产生的影响最小化的布线拓扑结 构； 4. 使几何结构的不连续（突变）最小化。
26
传输线与反射
1.7 使用TDR测量反射
TDR ( Time Domain Reflectometry )时域反射测量
TDR能够发射边沿快速上升的阶跃信号，上升
边沿一般为 35ps 到 150ps ，然后测量反射的瞬
态幅度，利用反射电压得到被测器件的阻抗。
可以认为TDR是一个快速阶跃信号发生器和高
2
传输线与反射
1.0 引言
只要信号遇到瞬态阻抗突变，反射就会发生。
反射可能发生在线末端，或者是互连线拓扑结构发生 改变的地方，如拐角、过孔、T型结构、接插件等处。 因此设计互连线的目的就是尽可能保持信号受到的阻 抗恒定。 首先要保持互连线的特性阻抗恒定。因此，制造阻抗 可控电路板变得越来越重要。减小桩线（stub）长度、 使用菊花链代替分支结构、使用真正的点对点拓扑结 构等设计技巧，都是为了保持瞬态阻抗恒定。 其次改进拓扑结构设计并增加分立电阻元件应对阻抗 的突变，从而保证信号受到的瞬态阻抗恒定。
• 在区域1，分界处总电流由入射电流和反射电流决定， 它们传播方向相反。区域1分界面处净电流为Iinc-Irefl。 在区域2中，电流等于 Itrans 。分别从分界面两侧看进去， 电流相同的条件是：
CAN总线要如何匹配终端电阻？
CAN 总线要如何匹配终端电阻？
终端电阻的含义
终端电阻，是一种电子信息在传输过程中遇到的阻碍。
高频信号传输时，信号波长相对传输线较短，信号在传输线终端会形成反射波，干扰原信号，所以需要在传输线末端加终端电阻，使信号到达传输线末端后不反射。
对于低频信号则不用。
在长线信号传输时，一般为了避免信号的反射和回波，也需要在接收端接入终端匹配电阻。
其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关。
rs- 485/’target=‘_blank’>RS-485/RS-422 一般采用双绞线（屏蔽或非屏蔽）连
接，终端电阻一般介于100 至140Ω之间，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。
CAN 终端电阻的作用原理
CAN 总线终端电阻的作用有两个：。
支线终端电阻
支线终端电阻支线终端电阻是电路中的一个重要组成部分，它的作用是为电路提供一个特定的终端阻抗，以达到对信号的适配和匹配。
在电子设备中，终端电阻的选择和配置对于电路的性能和稳定性有着重要的影响。
我们来了解一下终端电阻的基本概念。
终端电阻是指电路中最后一个连接点的电阻，它相当于电路的末端，与外界连接。
终端电阻的大小和特性直接影响着信号的传输和阻抗的匹配。
在电子设备中，终端电阻的选择要根据具体的应用需求来确定，以保证电路的正常工作。
终端电阻的主要作用是提供阻抗匹配。
在信号传输中，如果终端电阻的阻抗与信号源的输出阻抗、传输线的特性阻抗和负载的输入阻抗相匹配，就可以实现信号的最大功率传输，减少反射和干扰。
这样可以提高信号的质量和稳定性，避免信号的失真和衰减。
终端电阻还可以起到信号抑制和信号滤波的作用。
在某些特定的电路中，终端电阻可以用来抑制某些干扰信号或滤波掉特定频率的噪声，以提高信号的纯净度和可靠性。
终端电阻的选择和配置需要考虑多方面的因素，包括电路的工作频率、信号源的输出阻抗、传输线的特性阻抗、负载的输入阻抗以及电路的稳定性和可靠性要求等。
根据这些因素，我们可以选择合适的终端电阻来实现阻抗匹配和信号处理的目的。
在实际的电路设计中，终端电阻的数值一般是根据电路参数和要求来计算或选择的。
一般情况下，终端电阻的阻值应该与传输线的特性阻抗相等，以最大限度地减少信号的反射和干扰。
如果阻抗不匹配，就会产生信号的反射和干扰，降低信号的质量和稳定性。
终端电阻的安装和连接也需要注意一些细节。
一般情况下，终端电阻应该尽量靠近信号源或负载，以减少传输线的长度和干扰。
同时，终端电阻的连接要保持良好的接触和接地，以确保信号的正常传输和阻抗匹配。
支线终端电阻在电路设计中起着重要的作用。
它能够提供阻抗匹配、信号抑制和滤波等功能，以保证信号的质量和稳定性。
正确选择和配置终端电阻，可以有效地提高电路的性能和可靠性。
因此，在电子设备的设计和应用中，我们应该充分考虑终端电阻的选择和配置，以满足不同应用场景的需求。
传输线反射原理
传输线反射原理传输线反射原理1. 什么是传输线反射？传输线反射是在电信领域经常遇到的现象。
当信号在传输线上传播时，由于传输线的特性以及信号的特点，信号会遇到反射，并在传输线上形成反射波。
2. 反射的原因传输线反射的原因主要是由于传输线的阻抗不匹配导致的。
当信号通过传输线传播时，如果传输线的特性阻抗与信号源或负载的阻抗不匹配，就会发生反射现象。
3. 传输线反射的影响传输线反射会对信号的传输产生不良影响，包括：•信号失真：反射波与原始信号叠加，导致信号形状发生变化。
•信号衰减：反射波使得信号的能量减少。
•系统性能下降：反射波会干扰其他信号的传输，降低系统的可靠性和性能。
4. 如何减小传输线反射？为了减小传输线反射，我们可以采取以下措施：•使用阻抗匹配器：通过在传输线上插入阻抗匹配器，使得传输线的阻抗与信号源或负载的阻抗匹配，减少反射的强度。
•使用终端阻抗匹配：根据传输线的不同特性，选择合适的终端阻抗，使之与信号源或负载的阻抗匹配。
•使用终端电阻：在传输线的终端加入合适大小的电阻，以消除反射波。
5. 如何测量传输线反射？为了测量传输线反射，可以使用以下方法：•反射系数：通过测量传输线上的反射波与入射波之间的幅度比值，计算反射系数，从而了解反射的程度。
•反射损耗：通过测量传输线上反射波的功率与入射波的功率之比，计算反射损耗，从而评估反射的影响程度。
•频谱分析：通过对传输线上的信号进行频谱分析，检测反射波的频率特性，从而了解反射的特点。
6. 总结传输线反射是影响信号传输质量的重要因素，主要由传输线阻抗不匹配引起。
为了减小反射的影响，我们可以采取阻抗匹配等措施。
同时，通过测量反射系数、反射损耗以及进行频谱分析等方法，我们可以评估反射的程度和特点，进一步优化传输线的性能。
7. 阻抗匹配器的原理阻抗匹配器是一种电路元件，用于调整传输线的阻抗，使其与信号源或负载的阻抗匹配。
阻抗匹配器的原理如下：•对于电阻匹配器，它是由一个电阻网络组成。
CAN总线终端电阻作用
CAN总线终端匹配电阻作用(转)CAN是多主传输，为了消除短路现象，其CANH和CANL电平的性质是不一样的，如CAN H的两种逻辑状态为高电平和高阻状态，CA NL的两种逻辑状态为低电平和高阻，高阻状态其实电平是不确的，因此在差分传输的CA N总线中，匹配电阻不仅作为匹配用还起降低CANH与CANL回路中阻抗的作用，使C ANH和C ANL具有确定的电平，所以在调CAN时，即使线再短也需要加在CANH与CANL之间加一个电阻的原因，此时这个电阻并不起匹配作用。
防止信号反射，就像回音样干扰通讯。
相当于终端电阻是个用电器。
设计有线电视的时候经常会用到终端电阻，然而你知道它的作用以及原理吗？终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法，就必须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。
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。
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。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
终端电阻的作用：1：阻抗匹配，匹配信号源和传输线之间的阻抗，极少反射，避免振荡。
canoe 终端电阻
canoe 终端电阻
终端电阻是电路中非常重要的元件之一，它起到了稳定电流和防止信号反射的作用。
可以想象一下，在一条河流中划着一艘独木舟，而船尾拖着一根绳子。
这根绳子就好比是终端电阻，它的存在可以防止河水的波浪反射回来，同时也可以保持船的稳定性。
终端电阻的作用就像是给电路一个良好的“终点”，使得电流能够顺利地流过电路中的各个元件。
它的阻值可以根据电路的需求进行选择，通常是根据电路的输入输出阻抗来确定的。
在实际应用中，终端电阻有着广泛的应用。
例如，在数字通信中，终端电阻可以用来匹配信号源和传输线的阻抗，以减少信号反射和干扰。
在计算机网络中，终端电阻可以用来终止网络线路，以提高信号质量和传输速率。
终端电阻的选择和安装也需要一定的技巧。
首先，要根据电路的特性和需求确定终端电阻的阻值。
然后，要选择合适的终端电阻型号和封装形式，确保其能够适应电路的工作环境。
最后，要正确安装终端电阻，保证它与其他元件的连接可靠，以免影响整个电路的性能。
终端电阻在电路中扮演着重要的角色，它的存在可以确保电路的正常运行。
通过正确选择和安装终端电阻，我们可以有效地提高电路的稳定性和可靠性。
不管是在数字通信领域还是计算机网络领域，
终端电阻都是不可或缺的一部分。
让我们像划着独木舟一样，稳定地航行在电路的世界中。
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传输线反射以及终端电阻
传输线反射(reflection) 就是在传输线上的回波。
信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。
如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生了。
源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射，负载将一部分电压反射回源端。
如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负，反之，如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。
布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。
反射(reflection) 就是在传输线上的回波。
信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。
如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生了。
源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射，负载将一部分电压反射回源端。
如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负，反之，如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。
布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。
按照传输线理论，当负载与输出不匹配时，信号的传输为非理想行波状态（驻波或反射），会出现波形失真或衰减。
阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，当它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。
最大功率传输定理，如果是高频的话，就是无反射波。
对于普通的宽频放大器
，输出阻抗50 Q，功率传输电路中需要考虑阻抗匹配，可是如果信号波长远远大于电缆长度，即电缆长度可以忽略的话，就无须考惠阻抗匹配了。
阻抗匹配是指在能量传输时，要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等，此时的传输不会产生反射，这表明所有能量都被负载吸收了；反之则在传输中有能量损失。
在高速的设计中，阻抗的匹配与否关系到信号质量的优劣。
阻抗匹配的技术可以说丰富多样，但是在具体的系统中怎样才能比较合理地应用，需要衡量多个方面的因素。
例如，在系统设计中，很多采用的都是源端的串联匹配。
对于什么情况下需要匹配，采用什么方式的匹配，为什么采用这种方式，以下逐一分析。
例如，差分的匹配多数采用串联终端的匹配；时钟采用并联终端匹配。
1)串联终端匹配串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下，在信号的源端和传输线之间串接一个电阻
R，使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。
串联终端匹配后的信号传输具有以下特点：(1)由于串联匹配电阻的作用，驱动信号传播时以其幅度的50%向负载端传播。
(2)信号在负载端的反射系数接近十1，因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50%。
(3)反射信号与源端传播的信号叠加，使负载端接收到的信号与原始信号的幅度近似相同。
(4)负载端反射信号向源端传播，到达源端后被匹配电阻吸收。
(5)反射信号到达源端后，源端驱动电流降为0，直到下一次信号传输。
相对并联匹配来说，串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。
选择串联终端匹配电阻值的原则很简单，就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。
理想的信号驱动器的输出阻抗为零，实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗，而且在信号的电平发生变化时，输出阻抗可能不同。
比如电源电压为+4.5 V的CMOS驱动器，在低电平时典型的输出阻抗为37 Q，在高电平时典型的输出阻抗为45 Q；TTL驵动器和CMOS驱动器一样，其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此，对TTL或CMOS电路来说，不可能有十分正确的匹配电阻，只能折中考虑。
2)并联终端匹配并联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗很小的情况下，通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，达到消除负载端反射的目的。
实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。
并联终端匹配后的信
号传输具有以下特点：(1)驱动信号近似以满幅度沿传输线传播。
(2)所有的反射都被匹配电阻吸收。
(3)负载端接收到的信号幅度与源端发送的信号幅度近似相同。
在实际的电路系统中，芯片的输入阻抗很高，因此对单电阻形式来说，负载端的并联电阻值必须与传输线的特征阻抗相近或相等。
假定传输线的特征阻抗为50 Q，则R值为50 Q。
如果信号的高电平为5V，则信号的静态电流将达到100 mA。
由于典型的TTL或CMOS电路的驱动能力很小，这种单电阻的并联匹配方式很少出现在这些电路中。
双电阻形式的并联匹配，也被称为戴维南终端匹配，要求的电流驱动能力比单电阻形式小。
这是因为两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相匹配，每个电阻都比传输线的特征阻抗大。
考虑到芯片的驱动能力，丙个电阻值的选择必须遵循三个原则：(1)两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相等。
(2)与电源连接的电阻值不能太小，以免信号为低电平时驱动电流过大。
(3)与地连接的电阻值不能太小，以免信号为高电平时驱动电流过大。
并联终端匹配优点是简单易行；显而易见的缺点是会带来直流功耗：单电阻方式的直流功耗与信号的占空比紧密相关；双电阻方式则无论信号是高电平还是低电平都有直流功耗。
因而不适用于电池供电系统等对功耗要求高的系统。
另外，单电阻方式由于驱动能力问题在一般的TTL、CMOS系统中没有应用，而双电阻方式需要两个元件，这就对PCB板的面积提出了要求，因此不适合用于高密度印制电路板。