當(dāng)信號在印制電路板上的傳輸時，如果信號的工作頻率不高，在設(shè)計(jì)時一般不需要考慮阻抗匹配問題，即可獲得較好的信號傳輸質(zhì)量。而當(dāng)電路板的工作頻率越來越高，進(jìn)入射頻段時，系統(tǒng)內(nèi)的高頻噪聲、串?dāng)_等問題造成電路性能下降，因此在高速電路里必須仔細(xì)考慮阻抗匹配。

終端匹配的主要目的是實(shí)現(xiàn)阻抗匹配以減少信號反射現(xiàn)象的發(fā)生，并降低因反射產(chǎn)生的噪聲串?dāng)_，而最終提供一個完全阻抗匹配的傳輸環(huán)境以確保信號完整性。

終端匹配原理

常用的終端匹配技術(shù)主要有戴維南終端匹配技術(shù)、串聯(lián)終端匹配技術(shù)以及二極管終端匹配技術(shù)三類。

1、戴維南終端匹配技術(shù)

將兩個終端電阻R1和R2分別連接到電源和地上。由于戴維南終端匹配技術(shù)的直流電源直接采用電路的電源，所以不必外加電源。在電阻R1和R2的選擇上，原則上是R1與R2并聯(lián)等于微帶線特性阻抗Z0才能實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，因此最簡單的方法為R1=R2=2*Z0，這樣戴維南阻抗Rt=(R1*R2)/(R1+R2)=Z0。

戴維南終端技術(shù)對上升時間和傳輸延遲影響不大，所以適用于ECL、TTL、Fast等較高速的電路，但因?yàn)橹苯訉⒔K端電阻連接到直流電源上，所以不適合CMOS電路。

2、串聯(lián)終端匹配技術(shù)

串聯(lián)終端匹配技術(shù)的電路，它是在驅(qū)動級的輸出端串聯(lián)一個電阻，該電阻盡可能地接近驅(qū)動級，即驅(qū)動級輸出和串聯(lián)電阻之間的布線盡可能的短，其目的在于使串聯(lián)電阻成為驅(qū)動級的一部分以達(dá)到比較好的電阻匹配，如果驅(qū)動級輸出和串聯(lián)電阻之間的布線過長，則會出現(xiàn)傳輸線效應(yīng)而降低串聯(lián)電阻的效果。使用串聯(lián)電阻時需要注意：

（1）驅(qū)動級的波形會因?yàn)榍岸穗娮瓒唤厝∫话耄栽趥鬏斁€上只有一半的信號。

（2）因?yàn)榍岸穗娮瑁越邮斩怂邮盏降男盘枏?qiáng)度為驅(qū)動級的一半。

（3）加入前端電阻后，通常上升時間會增加，但反射的信號減小。

（4）串聯(lián)電阻值由驅(qū)動級的輸出阻抗和傳輸線的特性阻抗來決定R=Z0-R0，其中R為串聯(lián)電阻值，Z0為傳輸線的特性阻抗，而R0為驅(qū)動級的輸出電阻。

（5）對信號上升時間的影響，可以將電路看成一個簡單的RC低通濾波器，其RC時間常數(shù)為Z0C，因此由信號幅度10%上升至信號幅度90%的上升時間為T10%-T90%=2.2Z0RC，即上升時間較慢，但是消化功率較小。其中T10%和T90%分別表示信號幅度10%和信號幅度90%的時間點(diǎn)。

3、二極管終端匹配技術(shù)

二極管終端匹配技術(shù)的電路，將兩個二極管分別反向并連在電源和地端，這種終端技術(shù)適合于傳輸線的阻抗未知時，因?yàn)槎O管內(nèi)部的阻抗無法和線路的阻抗匹配，所以該電路無法有效改善反射，但是其主要目的在于可將過沖信號（overshoot和undershoot）限制在VCC+Vf和VGND-Vf的電壓范圍內(nèi)，防止有太大的噪聲產(chǎn)生并且也可以保護(hù)電路元件。

終端匹配仿真實(shí)例

在射頻電路板設(shè)計(jì)中，終端匹配技術(shù)在很大程度上決定了一個系統(tǒng)的成敗，在采取合理的匹配措施之前，首先要對無匹配射頻系統(tǒng)中的信號質(zhì)量有一個直觀的了解，本節(jié)主要通過75Ω傳輸線電路仿真來進(jìn)行討論，仿真實(shí)例主要包括：

1、無匹配75Ω傳輸線電路仿真及過充現(xiàn)象觀察

2、采用戴維南終端匹配技術(shù)后，75Ω傳輸線電路仿真及過沖現(xiàn)象觀察

3、采用串聯(lián)終端匹配技術(shù)后，75Ω傳輸線電路仿真及過沖現(xiàn)象觀察。

實(shí)現(xiàn)步驟

1、運(yùn)行ADS，彈出ADS主窗口。利用ADS中的微帶線工具進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行如下設(shè)置，可以計(jì)算出微帶線的長度和寬度。

2、建立原理圖仿真

3、完成設(shè)置后，進(jìn)行仿真。

再在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個公式計(jì)算器，計(jì)算相對過沖電壓，單擊[Equation]按鈕。

可以計(jì)算出相對過沖電壓0.146

2、戴維南終端匹配技術(shù)

通過上一個實(shí)驗(yàn)仿真，我們對終端匹配電路造成的過沖電壓有了一個直觀的認(rèn)識，要改善這類過沖電壓，戴維南終端匹配技術(shù)是一個較好的選擇。

1、打開原理圖“terminal_sim”。將其另存為“terminal_match_parallel”。完成下面的電路圖：

2、仿真的結(jié)果如下：

3、串聯(lián)終端匹配技術(shù)

相比于戴維南終端匹配技術(shù)，串聯(lián)終端匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)更為簡單，只需要在電路中加入電阻，使輸入阻抗與傳輸線阻抗進(jìn)行匹配即可。

1、完成下面的電路圖

2、開始進(jìn)行仿真：