熱門關(guān)鍵詞: 高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作特性測(cè)試儀 斷路器特性測(cè)試儀 變壓器綜合測(cè)試系統(tǒng) 承裝承試設(shè)備選型 高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試儀 變壓器綜合測(cè)試 串聯(lián)諧振
高壓試驗(yàn)中對(duì)其測(cè)試結(jié)果的正確性起到重要作用的阻抗匹配,直接影響著測(cè)試的結(jié)果。阻抗匹配又是多樣性,合理的應(yīng)用需要衡量多個(gè)因素進(jìn)行。在常見(jiàn)的常見(jiàn)的阻抗匹配方式有串聯(lián)終端匹配和并聯(lián)終端匹配兩種。
(1)串聯(lián)終端匹配
串聯(lián)終端匹配是在信號(hào)源端阻抗低于傳輸線特征阻抗的條件下,在信號(hào)的源端和傳輸線之間串接一個(gè)電阻,使源端的輸出阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配,抑制從負(fù)載端反射回來(lái)的信號(hào)發(fā)生再次反射。串聯(lián)終端匹配后的信號(hào)傳輸具有以下特點(diǎn):
由于串聯(lián)匹配電阻的作用,驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳播時(shí)以其幅度的50%向負(fù)載端傳播;
信號(hào)在負(fù)載端的反射系數(shù)接近+1,因此反射信號(hào)的幅度接近原始信號(hào)幅度的50%;
反射信號(hào)與源端傳播的信號(hào)疊加,使負(fù)載端接受到的信號(hào)與原始信號(hào)的幅度近似相同;負(fù)載端反射信號(hào)向源端傳播,到達(dá)源端后被匹配電阻吸收;
反射信號(hào)到達(dá)源端后,源端驅(qū)動(dòng)電流降為0,直到下一次信號(hào)傳輸。
相對(duì)并聯(lián)匹配來(lái)說(shuō),串聯(lián)匹配不要求信號(hào)驅(qū)動(dòng)器具有很大的電流驅(qū)動(dòng)能力。選擇串聯(lián)終端匹配電阻值的原則很簡(jiǎn)單,就是要求匹配電阻值與驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗之和與傳輸線的特征阻抗相等。理想的信號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗為零,實(shí)際的驅(qū)動(dòng)器總是有比較小的輸出阻抗,而且在信號(hào)的電平發(fā)生變化時(shí),輸出阻抗可能不同。
串聯(lián)匹配是最常用的終端匹配方法。它的優(yōu)點(diǎn)是功耗小,不會(huì)給驅(qū)動(dòng)器帶來(lái)額外的直流負(fù)載,也不會(huì)在信號(hào)和地之間引入額外的阻抗,而且只需要一個(gè)電阻元件。
(2)并聯(lián)終端匹配
并聯(lián)終端匹配的理論出發(fā)點(diǎn)是在信號(hào)源端阻抗很小的情況下,通過(guò)增加并聯(lián)電阻使負(fù)載端輸入阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配,達(dá)到消除負(fù)載端反射的目的。實(shí)現(xiàn)形式分為單電阻和雙電阻兩種形式。并聯(lián)終端匹配后的信號(hào)傳輸具有以下特點(diǎn):
驅(qū)動(dòng)信號(hào)近似以滿幅度沿傳輸線傳播;
所有的反射都被匹配電阻吸收;
負(fù)載端接受到的信號(hào)幅度與源端發(fā)送的信號(hào)幅度近似相同。在實(shí)際的電路系統(tǒng)中,芯片的輸入阻抗很高,因此對(duì)單電阻形式來(lái)說(shuō),負(fù)載端的并聯(lián)電阻值必須與傳輸線的特征阻抗相近或相等。假定傳輸線的特征阻抗為50Ω,則R值為50Ω。如果信號(hào)的高電平為5V,則信號(hào)的靜態(tài)電流將達(dá)到100mA。由于典型的TTL或CMOS電路的驅(qū)動(dòng)能力很小,這種單電阻的并聯(lián)匹配方式很少出現(xiàn)在這些電路中。
雙電阻形式的并聯(lián)匹配,也被稱作戴維南終端匹配,要求的電流驅(qū)動(dòng)能力比單電阻形式小。這是因?yàn)閮呻娮璧牟⒙?lián)值與傳輸線的特征阻抗相匹配,每個(gè)電阻都比傳輸線的特征阻抗大。考慮到芯片的驅(qū)動(dòng)能力,兩個(gè)電阻值的選擇必須遵循三個(gè)原則:a.兩電阻的并聯(lián)值與傳輸線的特征阻抗相等;b.與電源連接的電阻值不能太小,以免信號(hào)為低電平時(shí)驅(qū)動(dòng)電流過(guò)大;c.與地連接的電阻值不能太小,以免信號(hào)為高電平時(shí)驅(qū)動(dòng)電流過(guò)大。
并聯(lián)終端匹配優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行,缺點(diǎn)是會(huì)帶來(lái)直流功耗。單電阻方式的直流功耗與信號(hào)的占空比緊密相關(guān),雙電阻方式則無(wú)論信號(hào)是高電平還是低電平都有直流功耗。因而不適用于電池供電系統(tǒng)等對(duì)功耗要求高的系統(tǒng)。另外,單電阻方式由于驅(qū)動(dòng)能力問(wèn)題在一般的TTL、CMOS系統(tǒng)中沒(méi)有應(yīng)用,而雙電阻方式需要兩個(gè)元件,這就對(duì)PCB的板面積提出了要求,因此不適合用于高密度印刷電路板。