CMOS系列或HC系列器件的輸入阻抗很高，在使用中除容易引起靜電干擾外，還容易傳輸反射波干擾。因此在長(zhǎng)線傳輸使用時(shí)需要注意采取相應(yīng)措施來(lái)抑制或削弱反射波，本文從降低阻抗和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)兩個(gè)方面，提供了5個(gè)解決方法。

1、阻抗匹配

根據(jù)反射理論，當(dāng)傳輸線的特性阻抗與負(fù)載電阻相等時(shí)，反射將不會(huì)發(fā)生。即阻抗不匹配是造成信號(hào)在傳輸線上反射的原因。實(shí)際的電路實(shí)現(xiàn)中阻抗不匹配是絕對(duì)的，而匹配是相對(duì)的。

引起阻抗不匹配的原因有多種，由驅(qū)動(dòng)源、傳輸線和負(fù)載的阻抗不同可引起阻抗不匹配、傳輸線的不連續(xù)，例如導(dǎo)通孔、短截線也可引起阻抗不匹配；另外由于返回路徑上局部電感、電容的變化、返回路徑不連續(xù)也會(huì)導(dǎo)致阻抗不連續(xù)。其中，由驅(qū)動(dòng)源、傳輸線和負(fù)載的阻抗不同引起的阻抗不匹配是最主要的原因。  

阻抗匹配方法有以下幾種：

 

2、采用輸入/輸出驅(qū)動(dòng)器

如下圖所示 

當(dāng)A點(diǎn)為低電平時(shí)，反射波從B向A傳輸。由于此時(shí)驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗幾乎為零，反射信號(hào)一到達(dá)該輸出端就有相當(dāng)部分被吸收掉，只剩下部分信號(hào)繼續(xù)反射。也就時(shí)說(shuō)，由于反射信號(hào)遇到的時(shí)低阻抗，它的反射能力大大減弱。當(dāng)A點(diǎn)為高電平時(shí)，發(fā)送器的輸出阻抗很大，可視為開路，為了降低接收器的輸入阻抗，接入一個(gè)負(fù)載電阻，這樣就大大削弱了反射波的干擾。

3、降低輸入阻抗

如下圖所示

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出低電平時(shí)，A點(diǎn)對(duì)地阻抗很低；當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出高電平時(shí)，B點(diǎn)對(duì)地阻抗也很低。由此可見，無(wú)論是輸出高電平還是低電平，反射波都將很快衰減。

4、采用光電耦合

除可有效抑制反射波干擾外，還實(shí)現(xiàn)了信號(hào)地隔離。

5、采用差分傳輸技術(shù)

使用差分信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)線傳輸有一個(gè)很重要的原因是噪聲以共模的方式在一對(duì)差分線上耦合出現(xiàn)，并在接收器中相減從而可消除噪聲。

常用的差分傳輸技術(shù)有ECL、PECL、LVDS及GLVDS.

ECL和PECL技術(shù)的信號(hào)擺幅依賴于供電電壓，ECL要求負(fù)的供電電壓，PECL使用正的供電電壓。GLVDS是一種發(fā)展中的尚未確定的新技術(shù)，使用500mV的供電電壓可提供250mV 的信號(hào)擺幅。

LVDS物理接口使用1.2V偏置提供400mV擺幅的信號(hào)，其驅(qū)動(dòng)器和接收器不依賴于特定的供電電壓。LVDS驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)驅(qū)動(dòng)差分線對(duì)的電流源組成，通常電流為3.5mA，接收器具有很高的輸入阻抗，因此驅(qū)動(dòng)器輸出的電流大部分都流過(guò)100Ω的匹配電阻，并在接收器的輸入端產(chǎn)生大約350mA 的電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器翻轉(zhuǎn)時(shí)，它改變流經(jīng)電阻的電流方向，因此產(chǎn)生有效的邏輯″1″和邏輯″0″狀態(tài)。低擺幅驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了高速操作并減小了功率消耗，差分信號(hào)提供了適當(dāng)噪聲邊緣和功率消耗大幅減少的低壓擺幅。終端電阻100Ω，不僅終止了環(huán)流信號(hào)，同時(shí)防止信號(hào)在終端發(fā)生反射。如下圖所示：

差分傳輸方式的終端匹配方法比較：

如下圖所示的兩種差分傳輸方式的終端方法，第一種方法采用單電阻終端，第二種方法采用雙電阻終端。

第一種方法對(duì)差模信號(hào)進(jìn)行匹配，但不對(duì)共模信號(hào)匹配。在共模干擾比較理想的情況（干擾信號(hào)同時(shí)到達(dá)A、B線，并且幅度相同）下可以很好的工作，但由于布線等原因造成A、B傳輸線受干擾情況不完全一致時(shí)，干擾信號(hào)會(huì)在傳輸線上來(lái)回反射，特別是在傳輸時(shí)鐘信號(hào)，并且傳輸線延時(shí)等于1/4時(shí)鐘周期時(shí)，干擾信號(hào)可能在線路上來(lái)會(huì)反射形成自激。

第二種方法對(duì)每條傳輸線單獨(dú)進(jìn)行匹配，該方法對(duì)共模信號(hào)和差模信號(hào)同時(shí)匹配，故不會(huì)在傳輸線上產(chǎn)生反射。