Comment fonctionnent les résistances de terminaison; que se passe-t-il si j'utilise des valeurs inférieures?

Je vais essayer d'interfacer la puce DDR2 8 bits à faible vitesse au FPGA, et j'ai des questions cruciales pour le faire fonctionner :-)

Est-il exact que l'idée de la résistance de terminaison consiste à faire descendre la majeure partie du signal vers GND, de sorte que seule une petite partie de celle-ci se réfléchisse? Quelqu'un a-t-il essayé de mettre, disons, 2-3 résistances de valeur plus petite afin que les réflexions de reminérage multiples soient déphasées et causent moins d'interférences?

Une ligne de transmission peut être modélisée comme un ensemble infini de condensateurs et d'inductances (sans perte). Vous commencez à utiliser ce modèle à mesure que votre ligne électrique devient suffisamment grande pour que vous ne puissiez pas considérer la ligne comme une connexion instantanée.

Idée générale

Tout d'abord, un circuit LC va sonner, et s'il frappe soudainement un "ouvert" au lieu d'un autre circuit LC, il rebondira très haut. Si vous deviez faire un modèle en utilisant 10 inductances et 10 condensateurs, cela se produirait facilement. Lorsque vous placez la terminaison à l'extrémité, vous atténuez le signal. Si vous avez une résistance parfaitement adaptée à la fin, vous aurez 0 dépassement car la résistance dissipera sa puissance.

Résiliation de la source

Si vous placez à la place une résistance qui correspond à la ligne de transmission en série entre la source et la ligne de transmission, vous obtenez l'une des techniques de terminaison les plus efficaces. Dans ce cas, la ligne ne peut être entraînée qu'à la moitié de la tension cible, mais le signal descend sur la ligne et lorsqu'il frappe l'ouverture à l'autre extrémité (la plupart des entrées sont presque ouvertes avec des impédances très élevées), il rebondit, doublant , et vous donnant une pleine tension au niveau du récepteur. Le signal se déplace ensuite vers l'arrière et, lorsqu'il atteint la source, se termine sur la résistance.

Cela peut ne pas être instantanément clair, je suggère fortement "Conception numérique à haute vitesse: un manuel de magie noire", mais cela signifie que votre ligne ne roule pas aussi haut à un moment donné, et le bruit est une fonction de dV / dt. Cela ne met fin qu'au bruit sur la ligne à la source, ce qui aide beaucoup. Je vous suggère fortement de déchirer mon manuel préféré de magie noire.

Impédance de trace

La plupart des gens ont entendu parler des formes d'équation simple de l'inductance et de la capacité. La capacité augmente avec la surface et diminue avec la distance. L'inductance augmente avec la taille de la boucle.

Si vous pensez à une trace au-dessus d'un plan au sol, à mesure que vous élargissez la trace, la zone augmente mais pas la distance. Cela signifie que votre capacité augmente tandis que votre inductance reste la même. À mesure que votre distance augmente, votre zone doit augmenter considérablement pour conserver la même impédance.

Il existe de nombreuses calculatrices différentes. J'en ai trouvé un instantanément avec une recherche google .

Adaptez simplement votre impédance, ajoutez une terminaison et essayez d'éviter les mauvaises pratiques comme le pontage à travers une rupture dans un plan de masse (pas de traces intégrées autour de ces lignes de signal). J'espère que cela rend également les effets physiques un peu plus clairs.

Une résiliation trop petite?

Vous obtiendrez en fait des reflets, mais au lieu de rebondir, il rebondira. Une ouverture doublera votre tension, elle se reflétera toutes en arrière. Un court-circuit fait le contraire, vous donnant une tension nulle. Il augmente également considérablement l'absorption de puissance de votre conducteur.

Imaginez une ligne de transmission comme étant un tas de poids suspendus reliés par des ressorts. Si tout est uniforme, et que l'on donne un poids à l'extrémité nord de la ligne, une brève poussée vers le sud et le ramène à sa position d'origine, une très belle vague se propagera vers le sud le long de la ligne; l'énergie qui est mise dans chaque poids d'un côté sera parfaitement délivrée de l'autre, de sorte qu'une fois la vague passée par un poids, ce poids sera immobile dans sa position d'origine. Tout va bien jusqu'à ce que la vague touche la fin de la ligne.

À ce stade, une des trois choses générales peut se produire:

1. Si le dernier poids du côté sud peut se déplacer librement sans rien connecté sur son côté sud, il acceptera l'énergie de l'avant-dernière vague, mais n'aura rien contre quoi pousser. La poussée vers le nord qu'elle n'a pas reçue du côté sud n'annulera pas la poussée vers le sud qu'elle a reçue de son côté nord. L'élan non annulé du poids le fera donc tirer le poids au nord de celui-ci vers le sud, et déclencher une vague qui se propagera vers le nord. Notez que bien que l'onde nord-sud d'origine était une onde de compression qui a entraîné des vagues se déplaçant brièvement vers le sud à partir de leur point de départ, l'onde réfléchie sera une onde de tension avec des ondes se déplaçant vers le sud.
2. Si le dernier poids du côté sud a son ressort côté sud attaché à un mur inamovible, le mur repoussera plus fort que ne le ferait un des poids normaux. Ce refoulement plus dur entraînera le poids à renvoyer une vague vers le point de départ; cette nouvelle onde sera une onde de compression comme l'originale, mais provoquera un léger déplacement des poids au nord de leur point de départ.
3. Si la source sud du poids le plus au sud est connectée à quelque chose qui offre juste la bonne résistance, toute l'énergie de la vague sera déversée dans cette résistance et il n'y aura pas de réflexion.

Le scénario où le dernier poids a une certaine résistance, mais pas la bonne quantité, se comportera comme une combinaison de (1) et (3), ou (2) et (3) ci-dessus. Le scénario pour lequel tirer est le n ° 3.

Ils font correspondre l'impédance à l'impédance de trace. C'est pourquoi il n'y a pas de réflexion. Le fait qu'ils puissent couler du courant n'est qu'un effet secondaire. Leurs valeurs doivent être calculées en fonction de l'impédance de trace et de celle du récepteur et du pilote. High-Speed ​​Digital Design par Johnson & Graham est le livre que je recommande à ce sujet.

Plusieurs résistances de plus petite valeur atténueront trop le signal. Il peut également être plus actuel que le pilote ne peut en gérer.

Le principe des résistances de terminaison est d'adapter l'impédance de vos entrées à l'impédance de vos lignes de transmission (PCB) et à votre source. En règle générale, les broches d'entrée ont une impédance d'entrée élevée, car elles sont CMOS. L'ajout d'une résistance de petite valeur en parallèle avec la broche d'entrée à haute impédance définira efficacement l'impédance d'entrée à la résistance que vous avez ajoutée. Ceci est utile, car l'impédance de sortie est généralement assez faible et il est facile de créer une ligne de transmission à microruban à faible impédance.

Le but lors de l'utilisation d'une résistance de terminaison est de la rapprocher le plus possible de la broche d'entrée. L'utilisation de plusieurs résistances serait moins optimale car la résistance ressemble moins à un élément regroupé. L'autre chose est que vous devez connaître votre impédance cible. Une résistance plus grande ou plus petite que votre impédance entraînera un décalage, ce qui provoquera des réflexions.

Je ne connais pas complètement la mécanique de celui-ci, mais le but de la résistance de terminaison est de la faire apparaître comme si le chemin de transmission continue indéfiniment. Tout changement d'impédance entraînera des réflexions, telles que des connecteurs, des dommages au chemin de transmission ou (évidemment) une transition vers un chemin avec une impédance différente.

L'utilisation d'une résistance de valeur inférieure (je ne suis pas sûr de ce que vous entendez par plusieurs résistances de plus petite valeur - si vous les mettez dans n'importe quelle configuration, vous obtiendrez simplement une autre résistance efficace avec des performances HF moins bonnes au fur et à mesure de sa propagation) provoquera votre les pilotes pour générer et absorber des puissances supérieures à la normale, ce qui peut provoquer des dommages.

Le coefficient de réflexion serait négatif, de sorte que l'onde réfléchie aurait un déphasage de 180 ° en raison de la transition vers un milieu à impédance inférieure.