信号反射的形成-德赢Vwin官网网

传输线上的阻抗不连续会导致信号反射，我们以图1所示的理想传输线模型来分析与信号反射有关的重要参数。

图中，理想传输线L被内阻为R0的数字信号驱动源VS驱动，传输线的特性阻抗为Z0，负载阻抗为RL。

图1、理想传输线模型

理想的情况是当R0＝Z0＝RL时，传输线的阻抗是连续的，不会发生任何反射，能量一半消耗在源内阻R0上，另一半消耗在负载电阻RL上（传输线无直流损耗）。

如果负载阻抗大于传输线的特性阻抗，那么负载端多余的能量就会反射回源端，由于负载端没有吸收全部能量，故称这种情况为欠阻尼。

如果负载阻抗小于传输线的特性阻抗，负载试图消耗比当前源端提供的能量更多的能量，故通过反射来通知源端输送更多的能量，这种情况称为过阻尼。

欠阻尼和过阻尼都会引起反向传播的波形，某些情况下在传输线上会形成驻波。当Z0＝RL时，负载完全吸收到达的能量，没有任何信号反射回源端，这种情况称为临界阻尼。

从系统设计的角度来看，由于临界阻尼情况很难满足，所以最可靠适用的方式轻微的过阻尼，因为这种情况没有能量反射回源端。

负载端阻抗与传输线阻抗不匹配会在负载端（B点）反射一部分信号回源端（A点），反射电压信号的幅值由负载反射系数ρL决定，见下式：

式中，ρL称为负载电压反射系数，它实际上是反射电压与入射电压之比。

由式（1）可见，-1≤ρL≤+1，且当RL＝Z0时，ρL＝0，这时就不会发生反射。即，只要根据传输线的特性阻抗进行终端匹配，就能消除反射。

从原理上说，反射波的幅度可以大到入射电压的幅度，极性可正可负。当RLZ0时，ρL>0，处于欠阻尼状态，反射波极性为正。

当从负载端反射回的电压到达源端时，又将再次反射回负载端，形成二次反射波，此时反射电压的幅值由源反射系数ρS决定，见下式：

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原文标题：高速数字电路设计通关五部曲（三）：信号反射与端接技术

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