【導讀】在設計低速信號時
，工程師最關心的是信號如何從源頭到達目的地。當信號達到數百 MHz 或 Ghz 級別時
，他們的關注點就會發生變化。在如此高的頻率下
，工程師需要擔心信號是否會反射到走線上。

本文要點：

• 理解什麼是 RF 反射。
• RF 反射對信號完整性的影響。
• 抑製 RF 反射的方式。

什麼是 RF 反射？

在設計低速信號時，工程師最關心的是信號如何從源頭到達目的地。當信號達到數百 MHz 或 Ghz 級別時，他們的關注點就會發生變化。在如此高的頻率下，工程師需要擔心信號是否會反射到走線上。

RF 反射類似於聲波反彈並產生回聲。水波的撞擊和反彈也與之類似。發生反射的原因是，波在傳播過程中遇到了介質不連續的情況，RF 反射波的原理也是如此。

在設計傳輸線時必須考慮到 RF 反射。傳輸線設計的基本原則之一是確保驅動端、走線和負載端的特性阻抗相匹配。特性阻抗並非由電阻或走線長度定義，而是由電介質、走線寬度以及走線與平麵之間的間距決定。

RF 反射與聲波反射的原理類似，在特性阻抗不連續的情況下出現。

為了確保驅動端將 RF 信號完全傳輸到負載端，傳輸線上的特性阻抗必須相等且匹配。隻要阻抗出現任何不連續的情況，就會導致 RF 波反彈回驅動端。這就是所謂的 RF 反射現象。

RF 反射對信號完整性有何影響

？

隻(zhi)要(yao)特(te)性(xing)阻(zu)抗(kang)出(chu)現(xian)不(bu)匹(pi)配(pei)，信(xin)號(hao)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)反(fan)射(she)。不(bu)過(guo)，在(zai)低(di)速(su)信(xin)號(hao)下(xia)，這(zhe)幾(ji)乎(hu)不(bu)會(hui)導(dao)致(zhi)實(shi)質(zhi)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)。當(dang)走(zou)線(xian)或(huo)導(dao)體(ti)的(de)長(chang)度(du)等(deng)於(yu)或(huo)大(da)於(yu)信(xin)號(hao)波(bo)長(chang)的(de) 1/4 時，RF 反射就會造成不良後果。

RF 反射會導致信號衰減和幹擾

換言之
，在 GHz 頻率下需要關注 RF 反射問題。當信號因阻抗不連續而發生反射時，會出現兩種情況：

信號衰減

信號出現衰減，因為並非所有的能量都傳輸到了負載端。這會影響傳輸質量，接收器可能需要借助放大器才能接收到信號。

信號幹擾

反射導致信號反彈
，並與來自信號源的入射波發生幹涉。這種碰撞會造成幹擾，導致波形在某些點出現峰值
，即所謂的“入射波”點。

某(mou)些(xie)峰(feng)值(zhi)的(de)振(zhen)幅(fu)可(ke)能(neng)會(hui)超(chao)出(chu)某(mou)些(xie)元(yuan)件(jian)的(de)承(cheng)受(shou)極(ji)限(xian)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)元(yuan)件(jian)損(sun)壞(huai)。在(zai)不(bu)太(tai)嚴(yan)重(zhong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，當(dang)反(fan)射(she)波(bo)與(yu)正(zheng)在(zai)傳(chuan)輸(shu)的(de)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)幹(gan)擾(rao)時(shi)，信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)就(jiu)會(hui)受(shou)到(dao)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)。

通過阻抗匹配防止 RF 反射

防止 RF 反射並非易事。決定傳輸線特性阻抗連續性的因素有很多。基板的介電常數、走線寬度和厚度都會影響傳輸線的特性阻抗。關鍵在於獲得理想的參數值。

在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)還(hai)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)其(qi)他(ta)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)方(fang)法(fa)。對(dui)於(yu)輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)較(jiao)低(di)的(de)信(xin)號(hao)源(yuan)
，串(chuan)聯(lian)終(zhong)端(duan)匹(pi)配(pei)將(jiang)很(hen)有(you)幫(bang)助(zhu)
，即(ji)在(zai)信(xin)號(hao)源(yuan)和(he)傳(chuan)輸(shu)線(xian)之(zhi)間(jian)放(fang)置(zhi)一(yi)個(ge)終(zhong)端(duan)電(dian)阻(zu)。同(tong)時(shi)，利(li)用(yong)並(bing)聯(lian)終(zhong)端(duan)匹(pi)配(pei)將(jiang)阻(zu)抗(kang)非(fei)常(chang)低(di)的(de)信(xin)號(hao)源(yuan)與(yu)阻(zu)抗(kang)較(jiao)高(gao)的(de)負(fu)載(zai)端(duan)相(xiang)匹(pi)配(pei)。

匹配特性阻抗有助於避免 RF 反射

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