|
作者 | 刘丽娟(一博科技高速先生团队队员)
* t9 m0 J$ [' f& w& i
, L) f8 ~# y. ^8 P J. c6 Q" A3 n
& \2 D) \0 v8 D4 G$ W# J对于模拟电路没学好的工程师来说,电阻只知道用来端接;电感只知道用来隔离;至于电容嘛,估计你们只知道滤波,更不用说它们的组合产生的作用了。不信?估计以下这个电容的用法,你也只能说滤波了吧……5 a+ I0 L3 i# L8 A& |6 Z
" l! S% a0 ]. K3 ]9 C
上周我们雷工,哦不是,是我们姜工的文章向大家介绍了DDR的时钟里面并联电容的用处,让大家惊奇的发现了原来电容也可以用来端接,可能已经让一大把粉丝获得了一波知识的源泉。那么本期高速先生还继续玩这个DDR的时钟,去深挖它还有什么槽点。. z# W W f9 m0 z
2 i! Q) y) l0 d( W* u
我们先把上周所讲到的这个DDR时钟的拓扑再一次拉出来,没错!就是下面这个图啦。其中上周让雷工尴尬不已的这个电容就是下面红色圈圈的那位了。把电容并联到差分对间,能够很好的对发送的信号进行端接,目标是使得电容的电抗值和传输线接近,从而起到源端端接的效果,减小时钟的反射。
. }/ L* y- X- H2 f' n2 N
! Y' X; ?/ v L( c, Y% f% L* h1 [
3 {0 `0 E- }( U% w1 H" u! i5 s* s$ X6 i+ c0 R2 S0 x
恩,这个是上篇文章的精华哈。那么我们这期的文章继续研究这个拓扑,大家有没有发现上面的拓扑其实不止一个电容,看看上图蓝色圈圈的位置,其实还有一个电容哦!它一般是放在最后两个端接电阻之间,然后下拉到地(也可以上拉到DDR电源)。这个电容到底有什么用呢?根据高速先生对你们的认识,都接到地了,肯定又是用来滤波啦?) A7 J( C; j/ d4 M! _/ f! [* V1 J
; x q \ Z& u8 `高速先生对此也研究了一番,我们用一个简单的点对点的时钟拓扑进行验证哈。
) Q5 j$ \$ @& Q. d4 B
- r; m) v& v# r0 K. H 2 r$ U. }: T+ V# O
- T+ R( _) I; s# W如果这对差分线是理想的走线,所谓理想就是差分线的P和N长度一致,阻抗相同,分成对称的情况下。有无电容的结果是下面这样的。
4 L: ~& ?( o8 S i4 V, m; k8 Y6 j! ^7 r0 [: D: X1 M/ ^
# M0 q% Q7 ?- Q5 J7 H' @
% {+ A9 B+ D7 I/ ^! B- _9 M( t
是的,如果我们的PCB加工出来就像原理图设计一样是理想的情况,那这个电容的确起不了什么作用。但是我们PCB最精彩的地方就在于它的设计和加工的误差哈。我们知道,对于一对差分线来说,对间P和N的对称性是最为重要的事情,不然的话它们就是产生共模的噪声。基本上来说,只要破坏了差分线理想状态,这对差分线都会或多或少产生共模的噪声。那么我们在有共模噪声的情况下再去进行对比验证,结果就会变得不一样了。8 v4 [/ q( J- ^6 |4 L: d
* o7 ?' E: `% l" R
' |4 y8 U' Z7 s9 W; L2 ~
# X0 k0 p' x, `6 c% M5 `( r可以看到,没有了这个电容之后,接收端的波形变得扭曲,甚至是产生了非单调的结果。那么大家也许会问了,那你们怎么知道是不是共模噪声的影响呢?怎么看呢?
: t' L4 H, E7 e2 J$ d1 f
7 I$ f5 J9 S- [% A我们可以看下图紫色箭头位置的波形,也就是它们产生的共模噪声的位置了。
5 i; g: N* _; e; l8 \. s- ` N
2 X4 D# B- a2 I/ B( O% L) h& ~
" I. g, ~! @3 q
2 t/ L( z1 F L$ F3 Q7 a* }我们可以看到,当差分线有共模噪声的时候,这个电容其实可以为我们抑制很大部分的噪声,因此能最大限度的还原接收端信号的完整性。
/ l, b: N4 K6 Z; b* X8 L# x& }' T9 G" [+ P3 [; v' U
0 m u: |' b; c$ V: m# E9 d
2 \% V: X3 J' n1 t当然如果旁边的走线离这对时钟很近的话,有了这个电容,自然也能使得共模噪声串扰到旁边走线的能量削弱啦,也就是起到减小串扰的效果。5 T# j2 @, f0 D. k0 d$ E0 M
' Y* l$ R% z1 o. e0 s, K# d
! r2 `8 O$ [9 O5 S1 x
( q, q) u: `4 ]2 _' H" x8 C5 M3 G$ S/ J% h4 _9 @; X+ A% _
S( }9 c# K4 \1 T& J3 _
1 P! l, G$ M/ ?* g9 G3 B
, [6 A) H* B! b6 Y. @2 F$ C" c
1 }- D; ]: J/ A$ x; M
) |1 L6 k" l. H* I% D8 u7 q9 X/ M8 I% x* O
- G; v9 `9 m1 b8 w4 B
3 P4 v4 ?4 x6 n6 K( J |
|