串联和并联电阻办法的阻抗匹配方法解析方案

串联和并联电阻办法的阻抗匹配方法解析方案

　　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。传输线的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。而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。可以通过特殊的仪器来测量，例如网上有资料写到可以使用矢量网络分析仪来准确测量平衡双绞线传输线的特性阻抗。而在TTL和CMOS的输出阻抗会随电平大小的变化而变化，因此在TTL或CMOS电路中，不可能十分准确的做到阻抗完全匹配，只能折衷考虑。

　　串联匹配是最常用的终端匹配方法，它的优点是功耗小，不会给驱动器带来额外的直流负载，也不会在信号和地之间引入额外的阻抗;而且只需要一个电阻元件。

　　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 负载端接受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。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，也被称作戴维南终端匹配，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，两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的板面积提出了要求，因此不适合用于高密度印刷电路板。