总线技术及阻抗匹配(109页)
USB识别及阻抗匹配
USB识别及阻抗匹配2016/11/22修改记录：目录1.概述.................................................... 错误!未定义书签。
.USB 传送数率............................................ 错误!未定义书签。
.USB接口定义............................................. 错误!未定义书签。
B识别................................................. 错误!未定义书签。
.全速和低速识别.......................................... 错误!未定义书签。
.高速识别................................................ 错误!未定义书签。
B匹配................................................. 错误!未定义书签。
1.概述USB是英文universal serial bus通用串行总线的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑和外部设备的链接和通信。
B 传送数率B接口定义USB信号使用分别标记为D+和D-的双绞线传输，它们各自使用半双工的差分信号并协同工作，以B识别我们知道向下兼容，即高速的hub能支持所有的速度类型的设备，而的hub不能支持高速设备（High Speed Device）。
因此，如果高速设备挂到的hub上，那该设备只能工作在全速模式下。
不管是hub还是设备（device），对于速度的区分是非常重要的，否则，后续的通信根本无法进行。
2.1.全速和低速识别根据规范，全速（Full Speed）和低速（Low Speed）很好区分，因为在设备端有一个的上拉电阻，当设备插入hub或上电（固定线缆的USB设备）时，有上拉电阻的那根数据线就会被拉高，hub根据D+/D-上的电平判断所挂载的是全速设备还是低速设备。
为什么要阻抗匹配？怎么进行阻抗匹配
为什么要阻抗匹配？怎么进行阻抗匹配什么是阻抗在电学中，常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗单位为欧姆，常用Z表示，是一个复数Z= R+i( ωL–1/(ωC))。
具体说来阻抗可分为两个部分，电阻（实部）和电抗（虚部）。
其中电抗又包括容抗和感抗，由电容引起的电流阻碍称为容抗，由电感引起的电流阻碍称为感抗。
阻抗匹配的理想模型射频工程师大都遇到过匹配阻抗的问题，通俗的讲，阻抗匹配的目的是确保能实现信号或能量从“信号源”到“负载”的有效传送。
其最最理想模型当然是希望Source端的输出阻抗为50欧姆，传输线的阻抗为50欧姆，Load端的输入阻抗也是50欧姆，一路50欧姆下去，这是最理想的。
然而实际情况是：源端阻抗不会是50欧姆，负载端阻抗也不会是50欧姆，这个时候就需要若干个阻抗匹配电路而匹配电路就是由电感和电容所构成，这个时候我们就需要使用电容和电感来进行阻抗匹配电路调试，以达到RF性能最优。
阻抗匹配的方法阻抗匹配的方法主要有两个，一是改变阻抗力，二是调整传输线。
改变阻抗力就是通过电容、电感与负载的串并联调整负载阻抗值，以达到源和负载阻抗匹配。
调整传输线是加长源和负载间的距离，配合电容和电感把阻抗力调整为零。
此时信号不会发生发射，能量都能被负载吸收。
高速PCB布线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆。
一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线（差分）为85-100欧姆。
Smith圆图在RF匹配电路调试中的应用Smith圆图上可以反映出如下信息：阻抗参数Z，导纳参数Y，品质因子Q，反射系数，驻波系数，噪声系数，增益，稳定因子，功率，效率，频率信息等抗等参数。
是不是一脸懵，我们还是来看阻抗圆图吧：阻抗圆图的构图原理是利用输入阻抗与电压反射系数之间的一一对应关系，将归一化输入阻抗表示在反射系数极坐标系中，其特点归纳如下：1.上半圆阻抗为感抗，下半圆阻抗为容抗；2.实轴为纯电阻，单位圆为纯电抗；3.实轴的右半轴皆为电压波腹点（除开路点），左半轴皆为电压波节点（除短路点）；4.匹配点（1，0），开路点（∞，∞）和短路点（0，0）；5.两个特殊圆:最大的为纯电抗圆，与虚轴相切的为匹配圆；6.两个旋转方向:逆时针转为向负载移动，顺时针转为向波源移动。
电子电路中的传输线与阻抗匹配技巧
电子电路中的传输线与阻抗匹配技巧传输线是电子电路中起到信号传输作用的重要组成部分。
在高频电路中，传输线的特性阻抗与信号源、负载之间的匹配关系尤为重要。
本文将介绍电子电路中的传输线以及阻抗匹配的相关技巧。
一、传输线的基本概念和特性传输线是用来传输信号的导线或电缆，由于其特殊的结构和特性，在高频电路中具有重要作用。
在电子电路中常见的传输线类型包括微带线、同轴电缆和双绞线等。
不同类型的传输线具有不同的特性阻抗，这是由其内部结构和材料参数决定的。
特性阻抗是一个重要的参数，影响着信号在传输线上的传输效果。
当信号源的阻抗与传输线的特性阻抗不匹配时，会导致信号的反射和功率损耗，影响系统的性能。
二、阻抗匹配的基本原理阻抗匹配是为了实现信号源、传输线和负载之间的匹配，从而减少信号的反射和功率损耗。
阻抗匹配的基本原理是通过合适的电路设计和参数选择，使得信号源的阻抗与传输线的特性阻抗以及负载的阻抗相匹配。
传输线的特性阻抗与负载阻抗之间的匹配，可以采用两种基本方法：并联匹配和串联匹配。
并联匹配是在传输线和负载之间添加补偿电路，使得总阻抗等于特性阻抗；串联匹配则是在信号源与传输线之间添加匹配电路，使得总阻抗等于特性阻抗。
三、阻抗匹配的常用技巧1. 使用匹配电路：对于特定的传输线和负载阻抗，可以设计并添加串联或并联的匹配电路，实现阻抗匹配。
2. 使用阻抗转换器：阻抗转换器是一种常用的阻抗匹配技巧。
它可以将信号源的阻抗与传输线的特性阻抗进行转换，从而实现阻抗的匹配。
3. 使用特性阻抗匹配：选择合适的传输线特性阻抗，使其与信号源和负载的阻抗相匹配，减少反射和功率损耗。
4. 使用负载匹配网络：在负载端添加匹配网络，将传输线的特性阻抗转换为负载所需的阻抗。
5. 考虑信号源和负载的阻抗变化：在设计电子电路时，需要考虑信号源和负载阻抗的变化范围，以便选择合适的阻抗匹配技巧。
四、阻抗匹配的实例分析以微带线作为传输线，讨论其阻抗匹配的实例。
总线传输时阻抗匹配的原理
总线传输时阻抗匹配的原理总线传输是一种常用的通信方式，它可以实现多个设备之间的数据传输。
在总线传输中，为了保证信号的最佳传输质量，阻抗匹配是一项非常关键的技术。
本文将从总线传输的基本原理、阻抗的概念以及阻抗匹配的原理进行详细介绍。
一、总线传输的基本原理总线传输是一种共享传输介质的通信方式。
它通过在传输介质上同时发送和接收信号来实现多个设备之间的数据传输。
总线传输有许多不同的实现方法，如并行总线、串行总线等。
在总线传输中，数据的传输速率和传输距离常常受到干扰和衰减的影响。
为了提高传输质量，减少传输错误和噪声，阻抗匹配技术应运而生。
二、阻抗的概念阻抗是指电路对交流电流和电压的阻碍程度。
在电路中，当交流电压或电流通过电路时，电路的阻抗会导致电路中的电压和电流发生改变。
阻抗由两个主要组成部分构成：电阻和电抗。
电阻是阻止电流通过电路的电性质，它以欧姆（Ω）为单位表示。
电抗是阻碍交流电流通过电路的电性质，它包括电容性抗性（电容器）和感性抗性（电感器）。
阻抗可以用公式表示为：Z=R+jX其中，Z表示阻抗，R表示电阻，X表示电抗。
在总线传输中，阻抗匹配的目标是使传输线上的阻抗与信号源和接收器的阻抗相匹配。
阻抗匹配的原理是为了最大限度地减小信号在总线传输线上的反射和干扰，提高信号的传输质量。
阻抗匹配可以通过两种方法实现：电气调节和机械调节。
1.电气调节：电气调节是通过改变传输线和信号源/接收器之间的电气特性来实现阻抗匹配的。
其中一个常用的方法是在传输线上添加终端电阻。
终端电阻与传输线上的特性阻抗相等，可以有效地消除信号在传输线上的反射。
2.机械调节：机械调节是通过改变传输线上的物理特性来实现阻抗匹配的。
其中一个常用的方法是调节传输线的长度，使其与信号的波长相匹配。
通过这种方式，可以减小信号在传输线上的反射和损耗，提高信号的传输质量。
阻抗匹配的具体实现方法有很多种，例如使用匹配网络、负载均衡器、缓冲放大器等。
不同的应用场景和传输要求需要选择不同的阻抗匹配技术。
关于阻抗匹配原则
关于阻抗匹配原则阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。
阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等。
例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。
如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。
反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩，音机的工作，声音还会产生失真。
因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。
又例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。
如果阻抗值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。
这部分没有发射出去的能量会反射回来，产生驻波，严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。
为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗，电路的输出阻抗等于负载的阻抗。
在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电路，其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。
下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。
阻抗匹配的基本原理：1．纯电阻电路在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上，在什么条件下电源输出的功率最大呢？当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配。
假如换成交流电路，同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。
2．电抗电路电抗电路要比纯电阻电路复杂，电路中除了电阻外还有电容和电感。
元件，并工作于低频或高频交流电路。
分享笔记之阻抗匹配
分享笔记之阻抗匹配阻抗：在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
在设计电子电路时都需要考虑阻抗匹配，什么是阻抗匹配？为什么要进行阻抗匹配，下面列举三个典型方向说明：一、获得最大功率。
对于理想的电源，我们希望只有电压U，但实际上，每个电源都会有一个内阻，如图1-1所示，电源是由U和内阻r组成的。
接入负载RL，要使负载获得最大的功率，RL取多大的值？由欧姆定律U=I*R 得出IRL=U/(RL+r)URL=IRL*RL=U/(1+r/RL)PRL=URL*IRL=U^2/[4*r+(RL-r)^2/r]所以当RL=r时，(RL-r)^2/r取得最小值0，PRL值最大图1-1在喇叭上都会标注有4Ω、8Ω等字样，就是为了跟功放机的输出阻抗匹配，获得最大功率和更好的音质。
二、提高精度如图2-1，a图是教科书上典型的反相放大器，b图是另一种工程设计中见到的反相放大器，它们的功能是一样的，那么R5是做什么用的？我们称之为匹配电阻，那么为什么要加入这个匹配电阻呢？这时候就要看运放的规格书，如图2-2,是运放OPA369的规格参数，这里面有两个重要的参数，偏置电流IB、失调电流Ios。
理想的运放是不存在这两个参数，但由于实际的制作工艺限制，也就是说，实际的运放输入，会有电流流入或流出运放的输入端的（与理想运放的虚断不太一样）。
那么输入偏置电流就定义这两个电流的平均值，输入失调电流呢，就定义为两个电流的差。
问题来了，假如输入端输入电压为0V，但由于有电流流过电阻，必定会产生电压，输出得到的就不是0V，这时候匹配电阻的作用就是使正反相输入端产生的电压尽可能的相等，减小失调电压。
图2-1图2-2至于为什么R5取值50KΩ，请参考/article/284969.htm偏置电流IB、失调电流Ios的详细讲解请参考/question_answer/analog/amplifiers/f/52/t/18865.aspx三、减小信号干扰在高频电路中，如果走线的阻抗不匹配，在负载端就会产生反射，从而干扰到信号。
阻抗匹配原理
阻抗匹配原理
阻抗匹配是一种用于电路设计中的技术，旨在实现电路之间的最大功率传输。
阻抗匹配原理通过调整电路内部阻抗的数值，使其与外部电路的阻抗相等，以达到能量传输的最佳效果。
阻抗匹配的基本原理是根据电路的特性和Ohm定律，电路的功率传输最大化是在源电阻和负载电阻的阻抗相等时实现的。
换句话说，当源电阻和负载电阻的阻抗相匹配时，电流和电压可以被完全传递，从而提高系统的效率。
阻抗匹配可以通过几种方式来实现。
其中一种常见的方式是使用一种称为“返阻”的器件，它可以在电路中引入附加的阻抗来调整总体阻抗值。
返阻器件通常是电阻或电容器，在电路中起到帮助调整阻抗的作用。
另一种常见的阻抗匹配方法是使用变压器。
变压器可以通过改变输入和输出电压之间的比例来实现阻抗匹配。
变压器的工作原理是基于电感的性质，通过将电流传递到较高或较低的电压绕组，从而调整阻抗值。
阻抗匹配在电路设计中非常重要。
如果在电路中没有正确的阻抗匹配，将导致不完全的能量传输和信号失真。
因此，在设计电路时，阻抗匹配要被认真考虑，以确保最佳功率传输和系统效率。
总之，阻抗匹配原理通过调整电路内部阻抗值，使其与外部电路的阻抗相等，以最大化功率传输。
这可以通过使用返阻器件
或变压器来实现。
阻抗匹配在电路设计中非常重要，可以确保能量传输的最佳效果和系统的高效性。
阻抗匹配理解
标签：无标签关于阻抗匹配的理解(转发)阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
实际的电压源总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R 越小，则输出电流越大。
负载R上的电压为：Uo=IR=U*[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。
再来计算一下电阻R 消耗的功率为：P="I"*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)=U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]=U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。
注意式中[(R-r)*(R-r)/R]，当R=r时，[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。
即，当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。
对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。
当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共轭匹配。
在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间匹配的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。
从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R，如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
传输线路及阻抗匹配技术
传输线路及阻抗匹配技术传输线路及阻抗匹配技术在电子学和通信领域中扮演着极其重要的角色。
本文将深入探讨传输线路的基本概念、阻抗匹配原理以及相关的应用。
一、传输线路的基本概念传输线路是指沿着其长度方向传输电磁波的导体结构。
它由导体、绝缘体和屏蔽结构组成。
传输线路的重要特性包括本征波阻抗、传播常数以及阻抗变化等。
1. 本征波阻抗传输线路的本征波阻抗是指在传输线路上传输的电磁波的比例。
它取决于线路的物理结构和材料特性。
常见的本征波阻抗有50欧姆和75欧姆。
2. 传播常数传播常数描述了电磁波在传输线路上传播的速度。
传播常数由线路的电感和电容决定，影响信号的传输速度和相位。
3. 阻抗变化传输线路上的阻抗会随着频率的变化而变化。
阻抗变化会导致信号的反射和衰减，影响信号的传输质量。
二、阻抗匹配原理阻抗匹配是指将信号源和负载之间的阻抗调整为相等或接近的数值，以最大程度地传输功率，并减少信号的反射和衰减。
1. 传输线路的阻抗匹配在传输线路中，如果信号源的输出阻抗与传输线路的本征波阻抗不匹配，会导致信号的反射和损耗。
为了实现阻抗匹配，可以使用阻抗变换器或阻抗匹配网络。
2. 电路中的阻抗匹配在电路中，当信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗不匹配时，会导致信号的反射和功率损耗。
为了实现阻抗匹配，可以使用匹配电路，如L型网络和π型网络。
三、传输线路及阻抗匹配技术的应用传输线路及阻抗匹配技术广泛应用于通信系统、射频电路、微波系统等领域。
1. 通信系统在通信系统中，传输线路及阻抗匹配技术用于确保信号的完整传输和减少信号的损耗。
例如，在电话线路中，使用阻抗匹配技术来降低信号的反射和衰减。
2. 射频电路在射频电路中，传输线路及阻抗匹配技术被广泛应用于天线、放大器和滤波器等电路中。
阻抗匹配可以提高天线与电路之间的能量传输效率，减少信号的反射损耗。
3. 微波系统在微波系统中，传输线路及阻抗匹配技术用于确保微波信号的传输质量和减少信号的损耗。
电子设计中的阻抗匹配技术
电子设计中的阻抗匹配技术
在电子设计领域中，阻抗匹配技术是一项非常重要的技术。
阻抗匹配是指将信号源、传输介质和负载之间的阻抗调整到最佳匹配状态，以最大限度地传输信号能量，减小信号反射和降低功耗。
阻抗匹配技术主要应用于无线通信系统、射频电路、微波电路以及其他高频电路设计中。
在这些系统中，往往需要将不同阻抗的元件连接在一起，因此需要进行阻抗匹配来确保信号的正常传输和工作效率。
阻抗匹配技术的一种常见方法是通过使用阻抗转换网络来实现。
阻抗转换网络可以将不匹配的阻抗转换为匹配的阻抗，从而提高信号传输效果。
常见的阻抗转换网络有匹配变压器、L型匹配网络、π型匹配网络等。
另一种常见的阻抗匹配技术是使用阻抗匹配电路，包括电阻、电容、电感等元件来调整阻抗，以实现信号源、传输线和负载之间的阻抗匹配。
这种方法通常可以在电路板设计中方便地实现。
除了阻抗匹配技术，还有一种被广泛应用的技术是阻抗匹配网络的设计。
通过使用软件仿真工具和网络分析仪器，工程师可以精确地设计阻抗匹配网络，以满足特定的阻抗要求。
这种方法可以在设计阶段提前解决阻抗匹配的问题，提高整体设计的准确性和效率。
总的来说，阻抗匹配技术在电子设计中起着至关重要的作用，能够确保信号的正常传输和系统的高效性能。
工程师在设计高频电路时，需要充分了解阻抗匹配的原理和方法，灵活运用各种技术手段，以实现电路的稳定性和可靠性。
只有保证阻抗匹配的准确性，才能使电子系统发挥出最佳的性能和效果。
阻抗匹配的原理与应用 (2)
阻抗匹配的原理与应用1. 什么是阻抗匹配？阻抗匹配是指在电路或信号传输中，通过调整电阻、电感或电容等元件的数值，使输入端和输出端的阻抗相匹配的一种技术手段。
阻抗匹配可以最大限度地提高信号的传输效率，减小信号的反射和损耗。
2. 阻抗匹配的原理阻抗匹配的原理基于最大功率传输定理。
在电路中，当信号源和负载的阻抗不匹配时，会发生信号的反射，导致部分信号被反射回去，无法有效地传输到负载端。
阻抗匹配的目的就是使信号的阻抗在传输线上保持一致，最大限度地减小信号的反射。
具体来说，阻抗匹配可以通过以下几种方式来实现：•串联阻抗匹配：通过串联一个适当的阻抗元件，将输入端的阻抗与输出端的阻抗匹配。
这种方法常用于信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗不匹配的情况。
•并联阻抗匹配：通过并联一个适当的阻抗元件，将输出端的阻抗与输入端的阻抗匹配。
这种方法常用于负载的输出阻抗与输入端的阻抗不匹配的情况。
•变压器阻抗匹配：通过变压器的变压比调整输入端和输出端的阻抗，从而实现阻抗的匹配。
这种方法常用于交流电路中。
3. 阻抗匹配的应用阻抗匹配在电子电路设计和信号传输中都有广泛的应用。
下面列举了一些常见的应用场景：3.1. 无线通信系统在无线通信系统中，为了提高信号传输的效果，常常需要进行阻抗匹配。
例如，将发射机的输出阻抗与天线的输入阻抗匹配，可以提高信号的传输距离和质量。
3.2. 音频放大器设计在音频放大器设计中，为了最大限度地提高功率传输效率，需要进行输入端和输出端的阻抗匹配。
这样可以减小信号的失真和损耗，提高音频信号的质量。
3.3. 射频电路设计在射频电路设计中，阻抗匹配是非常重要的一步。
射频信号的频率特性对阻抗匹配的要求比较高，需要通过精确的电路设计和调整来实现良好的阻抗匹配。
3.4. 混频器设计在混频器设计中，为了提高混频器的性能，通常需要进行阻抗匹配。
阻抗匹配能够减小信号的泊松噪声、杂散响应和失真，提高混频器的输入阻抗和输出阻抗。
CAN总线匹配电阻知识
CAN总线匹配电阻知识
CAN总线ISO 11898协议规定，CAN总线必须在网络的两端安装合适的总线终端电阻，如下图示：
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。
引起信号反射的另外一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。
为了提高网络节点的拓扑能力，CAN总线两端需要接有120Ω的抑制反射的终端电阻，它对匹配总线阻抗起着非常重要的作用，如果忽略此电阻，会使数字通信的抗干扰性和可靠性大大降低，甚至无法通信。
附：终端电阻对波型的影响
1.未加终端电阻的波形，电压偏低，波型较乱（有时是可以通讯的，但极不稳定）
2.加上终端电阻的波形（通讯稳定性增强）。
总线传输时阻抗匹配的原理
在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题。
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（相等）时，在负载端就会产生反射。
为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法，牵涉到二阶偏微分方程的求解，有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。
传输线的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由传输线的结构以及材料决定的，而与传输线的长度，以及信号的幅度、频率等均无关。
例如，常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75欧，而一些射频设备上则常用特征阻抗为50欧的同轴电缆。
另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300欧的扁平平行线，这在农村使用的电视天线架上比较常见，用来做八木天线的馈线。
因为电视机的射频输入端输入阻抗为75欧，所以300欧的馈线将与其不能匹配。
实际中是如何解决这个问题的呢？不知道大家有没有留意到，电视机的附件中，有一个300欧到75欧的阻抗转换器（一个塑料包装的，一端有一个圆形的插头的那个东东，大概有两个大拇指那么大的）？它里面其实就是一个传输线变压器，将300欧的阻抗，变换成75欧的，这样就可以匹配起来了。
这里需要强调一点的是，特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念，它与传输线的长度无关，也不能通过使用欧姆表来测量。
为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等，这就是传输线的阻抗匹配。
如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢？如果不匹配，则会形成反射，能量传递不过去，降低效率；会在传输线上形成驻波（简单的理解，就是有些地方信号强，有些地方信号弱），导致传输线的有效功率容量降低；功率发射不出去，甚至会损坏发射设备。
如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡，辐射干扰等。
当阻抗不匹配时，有哪些办法让它匹配呢？第一，可以考虑使用变压器来做阻抗转换，就像上面所说的电视机中的那个例子那样。
阻抗匹配原理
阻抗匹配原理来源：互联网阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。
大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力（lumped-circuit matching），另一种则是调整传输线的波长（transmission line matching）。
要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化，然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
调整传输线由负载点至来源点加长传输线，在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动，直至走到电阻值为1的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配。
阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，单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50Ω，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，即缆长可以忽略的话，就无须考虑阻抗匹配了。
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。
高速PCB布线时，为了防止信号的反射，要求是线路的阻抗为50欧姆。
这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便。
阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是相同的，而另一个抗字呢？简单地说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；周延一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。
can总线阻抗要求
CAN总线终端电阻，一般来说都是120欧姆，实际上在设计的时候，也是两个60欧姆的电阻串起来，而总线上一般有两个120Ω的节点，基本上稍微知道点CAN总线的人都知道这个道理。
但是作为学渣的笔者，知道这个是在各种标准以及各种数据手册和应用笔记里面常用的电阻值，但是这两个终端电阻的具体作用是什么呢？之前就知道阻抗匹配，但是究竟匹配的是什么呢？然后笔者就上知乎遨游了一下，半抄半写地总结了下面的这些知识点。
知道终端电阻的作用，对于日常工作中波形不稳定等问题，也能更快地找到问题的原因。
终端电阻的作用CAN总线终端电阻的作用有3个：1.提高抗干扰能力，让高频低能量的信号迅速走掉2.3.确保总线快速进入隐性状态，让寄生电容的能量更快走掉；4.5.提高信号质量，放置在总线的两端，让反射能量降低。
6.01提高抗干扰能力CAN总线有“显性”和“隐性”两种状态，“显性”代表“0”，“隐性”代表“1”，由CAN收发器决定。
下图是一个CAN收发器的典型内部结构图，CANH、CANL连接总线。
总线显性时，收发器内部Q1、Q2导通，CANH、CANL之间产生压差；隐性时，Q1、Q2截止，CANH、CANL处于无源状态，压差为0。
总线若无负载，隐性时差分电阻阻值很大，内部的MOS管属于高阻态，外部的干扰只需要极小的能量即可令总线进入显性（一般的收发器显性门限最小电压仅500mV）。
这个时候如果有差模干扰过来，总线上就会有明显的波动，而这些波动没有地方能够吸收掉他们，就会在总线上创造一个显性位出来。
所以为提升总线隐性时的抗干扰能力，可以增加一个差分负载电阻，且阻值尽可能小，以杜绝大部分噪声能量的影响。
然而，为了避免需要过大的电流总线才能进入显性，阻值也不能过小。
02确保快速进入隐性状态在显性状态期间，总线的寄生电容会被充电，而在恢复到隐性状态时，这些电容需要放电。
如果CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载，电容只能通过收发器内部的差分电阻放电，这个阻抗是比较大的，按照RC滤波电路的特性，放电时间就会明显比较长。
怎样理解阻抗匹配,很难得的资料
怎样理解阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源，总是有内阻的（请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。
负载R上的电压为：Uo=IR=U/[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R 越大，则输出电压Uo越高。
再来计算一下电阻R消耗的功率为：P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)=U2×R/[(R-r)2+4×R×r]=U2/{[(R-r)2/R]+4×r}对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。
注意式中[(R-r)2/R]，当R=r时，[(R-r)2/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。
即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。
对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。
当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。
在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是"短线"，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。
从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R；如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
长线传输的阻抗匹配设计.
长线传输的阻抗匹配设计摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。
关键词：Butte1 引言在现代高速电路设计中，传输线的阻抗匹配是一项非常重要的工程技术指标，可使所有高频微波信号皆达到传至负载点的目的，而不会有信号反射回源点，从而提升能源效益。
阻抗是否匹配关系到信号质量的优劣，这对提高产品可靠性和通信速度，改善电磁兼容特性具有十分重要的意义。
然而，要实现传输线阻抗的严格匹配，一是要解决阻抗计算精度，减小计算误差对阻抗匹配的直接影响；二是要方便高速采样器及计算机辅助设计的应用，以实现对阻抗的实时分析与处理。
为此，针对航空航天、雷达等需要长线传输的阻抗匹配电路，提出了一种比较精确的阻抗计算方法。
2 问题的提出对于高频信号来说，如果时钟脉冲信号的脉宽足够长，那么出现在该时钟脉冲信号上的反射能量和振铃能量，将由原来的一个变成两个或者更多，因而导致系统的时钟脉冲信号出现异常。
此外，反射还会使逻辑器件的噪声容限变差。
在该系统设计中，由于雷达输出信号为1 kΩ阻抗，因而不利于长线传输，并产生信号反射现象。
反射结果对模拟的正弦波信号形成驻波，数字信号则表现为上升沿和下降沿的振铃和过冲。
该过冲不仅会形成强烈的电磁干扰，也会损坏用于后级输入电路的保护二极管，甚至失效。
图1示出信号过冲波形。
一般而言，过冲超过O．7 V就应采取相应措施，在图2中，信号源阻抗、负载阻抗是造成信号反射的主要原因。
因此要将阻抗变换为50Ω。
以利于长线传输。
根据史密夫图表可知，电容或电感与负载串联，可增加或减少负载阻抗，且其图表上的点会沿着代表实数电阻的圆圈走动。
总线 阻抗
总线阻抗总线阻抗是指在总线上传输信号时，总线对信号的阻碍程度。
在计算机科学和电子工程中，总线阻抗是一个重要的参数，它直接影响着数据传输的可靠性和速度。
我们来了解一下总线的基本概念。
总线是计算机系统中用于连接各个部件的一组电子线路。
它可以传输数据、地址和控制信号，是计算机内部各个部件之间进行通信的媒介。
总线的设计和性能直接影响着计算机系统的整体性能。
在总线上传输信号时，总线上的电压和电流会受到各种因素的影响，例如信号的传输距离、总线的长度、总线上的负载等。
这些因素会导致总线上的信号出现衰减、失真和反射等问题，从而影响数据的传输质量。
为了解决这些问题，需要对总线进行阻抗匹配。
总线阻抗的定义是指总线上的电压和电流之间的比值。
当总线上的阻抗匹配良好时，信号的传输质量会得到保证。
阻抗匹配的原则是要使总线的特性阻抗与连接到总线的各个部件的特性阻抗相匹配。
如果总线的特性阻抗与部件的特性阻抗不匹配，就会导致信号的反射和干扰，从而降低了信号的传输质量。
总线的阻抗通常由两个参数来描述，即特性阻抗和终端阻抗。
特性阻抗是指总线本身的阻抗，它与总线的物理特性有关。
终端阻抗是指连接到总线的部件的阻抗，它与部件的电气特性有关。
在设计总线时，需要确保总线的特性阻抗与连接到总线的各个部件的终端阻抗相匹配，从而使信号能够在总线上正确地传输。
为了实现总线的阻抗匹配，可以采用一些措施。
例如，可以在总线端口处加上终端电阻，以使总线的特性阻抗与连接到总线的部件的终端阻抗相匹配。
此外，还可以采用合适的布线方式和屏蔽措施，减少信号的反射和干扰。
总线阻抗的大小对数据传输的影响非常重要。
当总线阻抗较小时，信号的传输速度较快，但也容易出现信号的反射和干扰。
当总线阻抗较大时，信号的传输速度较慢，但可以减少信号的反射和干扰。
因此，在设计总线时，需要权衡总线阻抗的大小，以满足系统的性能要求。
总线阻抗是计算机系统中一个重要的参数，它直接影响着数据传输的可靠性和速度。
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2) 16位ISA(即AT)总线定义
AT总线在XT总线基础上增加了一个36引脚的插 槽， 这样也就构成了16位ISA总线。 SD8～SD15是新增加的高8位数据线。
SBHE
数据总线高字节允许信号。
第4章 总线
MASTER是新增加的主控信号。
MEM CS16 是存贮器的16位片选信号。
IO CS16 为接口的16位片选信号。
第4章 总线
REFRESH 为动态存贮器刷新控制信号。
MCSYNC为机器周期同步信号。
STATUS1 和 STATUS 0 为两个状态控制信号。 BUSRQ 和 BUSAK 总线请求及总线响应信号， 允
许实现DMA方式。
INTRQ 和 INTAK
中断请求及中断响应信号， 可
实现多重处理功能。
NMIRQ 源故障。
Q0 Q1 Q2
…
Q7 S CLK
6 4K 组 选 择 端
&
图4.5 锁存器用于存贮器组选择
…
第4章 总线
4.1.2 ISA总线
1. ISA总线的特点 2. ISA总线的信号定义 1) 8位 ISA(即XT)总线定义 8位 ISA总线插槽定义如表4.2所示， 共有62条引脚
信号。
A0 ～A19 共20条地址线， 用于对系统的内存或I/O 接口寻址。 D0～D7为8位数据总线， 也是双向的， 用来传送 数据信息及指令操作码。
构)， 是IBM在1987年为PS/2系统机及其兼容机设计的 一个理想的总线， 它代表了总线设计的革命性进步。 ·EISA (Extended Industry Standard Architecture, 扩 展的工业标准体系结构)， 是反垄断的产物。 ·VESA (Video Electronics Standards Association, 视 频电子标准协会)， 也叫VL总线， 是流行的ISA总线 的扩展。
在STD总线上， 多个中断源的中断优先级控制可 以由以下两种方法来实现。 1) 串行中断优先链 利用STD总线上的中断优先级控制信 其示意图如图4.1
所示。
第4章 总线
主 机 板 PCI
外设接口 1 中断优先 级逻辑
中断矢量
外设接口 2 PCI PCO 中断优先 级逻辑
中断矢量
外设接口 3 PCI PCO 中断优先 级逻辑
中断矢量
PCO
INTAK INTRQ
STD BUS
图4.1 STD总线串行中断优先链
第4章 总线
2) 并行优先级控制
STD总线上也可以实现并行优先级控制， 优先级 逻辑是放在其中某一块模板上， 而不像串行优先级那 样是放在每一块模板上。
第4章 总线
INTA, INTB, INTC, INTD 低有效的漏极开路信号， 用来 实现中断请求。
SBO 低有效的输入输出信号， 为试探返回信号。
SDONE高有效的输入输出信号， 为监听完成信号。
REQ64持续的、 低有效的双向三态信号， 为64位传
输请求信号。
ACK 64 持续的、 低有效的双向三态信号， 为64位传 输响应信号。
32位与64位器件相互协作。
第4章 总线
PCI标准允许PCI局部总线扩展卡和元件进行自动
配置， 提供了即插即用的能力。 PCI总线独立于处理器， 它的工作频率与CPU时钟 无关， 可支持多机系统及未来的处理器。 PCI有良好的兼容性， 可支持ISA、 EISA、 MCA、 SCSI、 IDE等多种总线， 同时还预留了发展空间。
BUSAK BUSRQ STD BUS
图4.4 STD的并联总线优先级控制
第4章 总线
5.存贮器的扩展
1) 利用 MEMEX 选择存贮器组 2) 输出接口存贮器组选择
第4章 总线
D0
～
D7 SYSRESET A7 & A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 IOEXP IOR Q WR 1 1 1
DACK1 ~ DACK 3为通道1到通道3的DMA响应信号， 即 DACK1 ~ DACK 3分别是DRQ1～DRQ3的响应信号。
REFRESH 为指示动态存贮器刷新周期信号。
AEN是地址允许信号。
第4章 总线
TC为计数结束信号。
OWS为零等待状态信号。
IOW、 为I/O接口的写、 读命令， 低电平有效。 IOR SMEMW、 SMEMR 分别是小于1 MB空间存贮器的写、 读命令， 低电平有效。
3. ISA总线的体系结构 在利用ISA总线构成的微机系统中， 当内存速度
较快时， 通常采用将内存移出ISA总线、 并转移到自
己的专用总线——内存总线上的体系结构， 如图4.6所 示。
第4章 总线
局部总线( 内存总线)
内存
CPU
PIC
系统 DMAC
ISA 总线
ISA卡
ISA卡
ISA卡
图4.6 ISA体系结构
表4.2 8位ISA总线信号定义
第4章 总线
第4章 总线
I / O CHCK 是I/O通道校验信号， 用来向CPU提供总
线上的扩展存贮器或外部设备的奇偶校验信号。 I/O CHRDY为I/O通道就绪信号。
IRQ3～IRQ7、 IRQ9为6个外部中断请求信号， 由
总线上的外部设备利用这些信号向CPU提出中断请求。 DRQ1～DRQ3为3个通道的I/O设备DMA请求信号。
非屏蔽中断请求信号， 可用来处理电
第4章 总线
WAITRQ 等待请求信号， 可由任何主设备或从设
备产生， 只要此信号有效， 就会使主设备插入等待状 态， 用它来实现对慢速外设、 慢速存贮器操作及单步 操作等 .
SYSRESET 是由加电或系统复位按钮产生的复位信号。
PBRESET 由输入系统按钮产生的复位信号， 其作用与 SYSRESET 相同。
STD总线具有较好的兼容性， 可以向上向下兼容。
第4章 总线
2. STD总线信号定义
下面将对国内流行的56条信号STB总线加以说明。 表4.1给出了STB总线信号定义， 其中电源线10条， 地 址线24条， 数据线16条， 控制线22条， 地址线与数据 线采取复用方式工作。
第4章 总线
表4.1 STD总线信号定义表
第4章 总线
PAR64高有效的双向三态信号， 为奇偶双字节校
验信号。
RST
低有效的输入信号， 为复位信号。
CLK输入信号， 为系统时钟信号。 3. PCI总线的系统结构
PCI局部总线与奔腾机内部总线组合构成了多总线
系统结构， 图4.8给出了一个典型的PCI系统。
第4章 总线
CPU
CPU总线 Cache 内存总线 (32 /64 位) 控制器/PCI桥 (32 /64 位) PCI 总线
第4章 总线
RESETDRV为复位信号， 高电平有效。 加电或
按复位按钮时， 产生此信号对系统复位。 OSC为振荡信号， 由主时钟提供占空比为50%的 方波脉冲， PC/XT机的典型使用频率为14.318 18 MHz。 BALE是地址锁存信号， 可以利用该信号的高电
平锁存地址信号。
第4章 总线
IRDY 持续的、 低有效的双向三态信号， 为主设备 准备好信号。
TRDY 持续的、 低有效的双向三态信号， 为从设备
准备好信号。
第4章 总线
STOP 持续的、 低有效的双向三态信号， 为停止数 据传送信号。
LOCK 持续的、 低有效的双向三态信号， 为锁定信号。
IDSEL输入信号， 为初始化设备选择信号。
第4章 总线
必需的 AD 0 ～AD 3 1 地址/数据线 C/B E ～C/BE 0 3 PAR FRAME TRDY IRDY 接口控制 信号 STOP DEVSEL IDSEL 错误报告 PER R 信号 SER R REQ 仲裁信号 GNT CLK 系统信号 RST 可选的 AD 3 2～AD 6 3 C/B E ～C/BE 4 7 PAR6 4 REQ6 4 AC K6 4 LOCK INTA INTB INTC INTD SBO SDONE TDI TDO TCK TMS TRST
第4章 总线
第4章 总线 4.1 系 统 总 线 4.2 通 信 总 线 4.3 总线的驱动与控制 4.4 总线的工程设计问题
第4章 总线
4.1 系 统 总 线
适当地选择总线、 不断地更新总线是十分必要的。
下面是一些较流行的总线类型： ·STD (Standard)， 是工业控制微机标准总线， 它
第4章 总线
·PCI (Peripheral Component Interconnect, 外部组件
互连)， 是目前最为高级的系统总线， 也是当前惟一 发挥了Pentium或Pentium以上系统优势的总线(有些486
类型的微机也使用PCI)。
4.1.1 STD总线 STD总线是1978年推出的用于工业控制微型机的标 准系统总线。 1. STD总线的特点
内存
图形加速器 PCI设备 功能部件 0 …
IDE控制器 PCI-PCI桥
SCSI 制器 Eth ern et控制器 控 PCIISA 桥 EISA
PCI设备 功能部件 0
PCI 总线 设备 …
功能部件 7
功能部件 7
ISA/EISA/…总线 设备 …
图4.8 PCI总线系统结构
…
…
…
第4章 总线
6 4位总线 扩展信号
PCI 总线 设备
接口控制
中断信号
支持Cache 的信号
边界扫描 信号
图4.7 PCI总线信号
第4章 总线
AD0 ～AD63双向三态信号， 为地址与数据多路复
用信号线。
C / BE0 ~ C / BE7双向三态信号， 为总线命令和字节允许多 路复用信号线。