¿Cómo seleccionar resistencias de terminación de fuente mirando la señal?

Si tengo dos dispositivos que están a cierta distancia en una PCB bastante grande (podría ser de 1 pulgada o de 20 pulgadas). Si selecciono arbitrariamente un valor para R1, digamos 33 ohmios en este ejemplo y si mi señal digital está distorsionada debido a la reflexión, ¿cómo puedo determinar si debo aumentar o disminuir mi resistencia para obtener mi señal digital correcta? ¿Qué indicadores cuando miro un osciloscopio deberían ser características clave de que mi relación de divisor de voltaje es demasiado alta o demasiado baja (refiriéndose a la impedancia de la fuente + R1 y Zo)

Suponga que la impedancia característica (ADD: de la traza) es (ADD: constante pero) no controlada (ADD: / conocida).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Respuestas (3)

Medido en el extremo del receptor:

  • Undershoot significa que el valor de la resistencia de terminación en serie es demasiado grande
  • Overshoot significa que el valor de la resistencia de terminación en serie es demasiado pequeño

Para los bordes de bajo a alto, solo hay una definición de sobreimpulso y subimpulso, por lo que es la que se usa aquí. Me gusta usar una definición similar para los bordes de mayor a menor, pero no todos están de acuerdo, así que tenga cuidado.

El propósito del terminador de fuente es amortiguar la reflexión inicial desde el final de la línea cuando regresa a la fuente. La forma más fácil de elegir la correcta es encontrar la impedancia de salida de su controlador y luego usar la resistencia para que coincida con la impedancia de línea.

Aquí hay otra pregunta que aborda esto.

Creo que si termina demasiado bajo, su coeficiente de reflexión es negativo, por lo que la reflexión saldrá invertida. Esa pregunta anterior parece estar de acuerdo.

Ocasionalmente, también verá personas que usan terminadores de serie de alto valor para tratar de ralentizar un borde para emi. No es lo mejor para sonar, por supuesto.

Cualquier reflejo que pueda distorsionar su señal de origen depende de la impedancia de terminación del cable y no de una resistencia colocada en serie con uno de los hilos del cable. Además, si su señal de origen es una fuente de voltaje real, el efecto de los reflejos en esa fuente de voltaje será cero.

También agregaré que si la fuente de origen no es una fuente de voltaje perfecta, es decir, tiene una impedancia finita, solo verá distorsión si la señal de origen NO es una onda sinusoidal. En el caso de una onda sinusoidal, es posible que vea modificaciones en su amplitud pero no distorsión.

EDITAR: esta demostración es para Nick para que pueda entender lo que digo: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Imagen animada tomada de aquí

El rojo es la onda sinusoidal directa que viaja por un cable de izquierda a derecha. El verde es la onda sinusoidal reflejada que viaja de regreso por el cable hasta la fuente de origen. El azul es la onda estacionaria: la onda estacionaria (en cualquier punto fijo del cable) es en realidad una onda sinusoidal de amplitud constante de la misma frecuencia que la onda original, pero en puntos a lo largo del cable tendrá amplitud cero y en otros puntos tienen amplitud máxima.

El trazo azul parece una onda sinusoidal modulada PERO NO LO ES. Es una onda estacionaria y predice cuál es la amplitud RMS de las señales directas y reflejadas combinadas en varios puntos a lo largo del cable.

En cuanto al resto de esta pregunta, sin comprender las impedancias de terminación final del cable, cualquier cantidad de resistencia en serie es solo especulación y me sorprende que otras respuestas no hayan abordado esto porque es de fundamental importancia para la pregunta.

No es un cable. Es un rastro en un tablero realmente grande. ¿Qué es una "fuente de voltaje real"?
Hm, entonces, ¿por qué la gente agrega una terminación en serie de 33 ohmios (si la impedancia de la fuente es de 7-8 ohmios) en una traza controlada de 50 ohmios para una línea digital de alta velocidad? Quizás mi pregunta no implicaba señal digital (lo editaré).
El cable o las huellas en la PCB no hacen ninguna diferencia porque actúan de manera idéntica. Una fuente de voltaje real produce una señal que no se puede distorsionar ni reducir en amplitud. Una fuente de tensión no verdadera es una fuente de tensión verdadera en serie con una impedancia.
Bueno, esta sería una fuente no verdadera, porque provienen de circuitos integrados (microcontrolador a algún dispositivo lógico).
Luego, debe especificar exactamente cuál es su situación en su pregunta.
La modulación de amplitud de una onda sinusoidal es distorsión, en el dominio de la frecuencia.
@nick, ¿quién mencionó la modulación?
@Andyaka Dijiste "puedes ver modificaciones en su amplitud", que es AM. No puede 'modificar' la amplitud de una señal sin agregar componentes de frecuencia adicionales (p. ej., distorsión).
@nick No estoy hablando de modulación repetitiva. Estoy hablando de un aumento o disminución de amplitud fijo en el tiempo.
@Andyaka No importa, eso sigue siendo distorsión. De hecho, cuanto más corto es el período del 'aumento de amplitud', mayor es la frecuencia de la distorsión.
@nick, no creo que estés siguiendo lo que digo: para una onda sinusoidal continua aplicada desde una fuente de voltaje con impedancia de salida a una línea de transmisión, el voltaje visto después de la impedancia será una onda sinusoidal que tiene una amplitud mayor o menor y esto se debe a que la reflexión suma o resta. No habrá duración (más larga o más corta); será una modificación continua (pero fija en el tiempo) de la amplitud y no algo que haga que la onda sinusoidal se module de forma cíclica.
@nick: modifiqué mi respuesta para explicar mi punto.
Sí, lo suficientemente justo. Pensé que estabas hablando de una condición transitoria; si todo lo que envía es una onda sinusoidal, entonces, por supuesto, no se distorsionará.
¿Cómo seleccionar resistencias de terminación de fuente mirando la señal?
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