在电路设计中,我们常常会在部分模块的信号链路之间,增加一个串联电阻,从几ohm~几kohm不等,这篇文章给新手小白图文并茂地讲解一下。
1、串联端接,抑制反射
在高速信号电路中,当信号在传输线传播时,感受到的瞬时阻抗发生变化就会导致反射,进而带来过冲、振铃、回沟等一系列现象。
比如,在UFS/eMMC的单端时钟信号设计当中,我们通常需要对传输线做50omh的阻抗控制。但由于host在设计时,通常存在一个内阻R1,此时就需要我们靠近host pin串联一个几十ohm电阻R2,使R1+R2=50ohm,即我们常说的串联端接。以此来抑制信号反射。
如下图ADS仿真所示:
2、ESD/EOS防护
电阻的限流、分压作用,是大家最耳熟能详的了。电阻中串联电阻进行ESD/EOS防护,就是利用的电阻这个最基本的性能。当信号受到ESD/EOS干扰后,电阻可以分摊掉一定的能量,从而保护了后级IC。
但是通常需要搭配TVS管来用更加保险,避免较大的能量直接烧毁电阻。如下图所示,TVS可以将大多数能量吸收,串联的电阻则锦上添花。
电阻值的选择,可以根据信号速率、过流需求来选择:几十ohm~几kohm不等。
3、滤波
在一些敏感信号或电源中,比如音频信号。通常会串联电阻和电容搭配形成RC滤波,用于抑制网络上的噪声。在某些场景中,还可以将电阻替换成同封装的电感或磁珠,以获得更好的频率选择和过流特性。
4、方便调试
几乎在所有的设计当中,都能见到大量串联0ohm的"冗余"设计,说到底就是为了方便调试和兼容设计。
如下图的三个例子:在关键电源中串联0ohm电阻,方便对电流/效率的精确测量;在一些功能切换的场景,也可以预留0ohm,方便回板后调试;在一些敏感电路或时钟电路中,也可以预留0ohm电阻,预留滤波调试手段。
总结一下,信号链路中串联电阻主要用途基本就是上述4种: 串联端接、抑制反射; ESD/EOS防护; 滤波; 方便调试。
审核编辑:刘清
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原文标题:电路中的串联电阻都有哪些作用?
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