瞬態(tài)阻抗及反射
在高速數(shù)字系統(tǒng)中，所關(guān)注的是信號(hào)波形的傳輸及系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。反射是帶來波形失真的一個(gè)重要因素，其定義可簡單概括為：當(dāng)信號(hào)沿路徑傳輸時(shí)，將探測或感受到路徑上的瞬態(tài)阻抗。如果探測到瞬態(tài)阻抗發(fā)生改變，則一部分信號(hào)將被反射，另一部分發(fā)生失真并繼續(xù)傳播下去。然而，什么是瞬態(tài)阻抗呢？
對于一分立元件的阻抗ZL，在其兩端加上任一電壓V，其電流為I＝V/ZL，故其瞬態(tài)阻抗為ZL。
對于傳輸線，可以建立一個(gè)傳輸線的零階模型來分析它。此模型由一系列的小單元組成，每個(gè)單元由一個(gè)時(shí)延和一個(gè)小電容組成，如圖1所示。
在此模型中，單元長度為紕，則每個(gè)單元的電容為單位長度電容Co和單元長度△z的乘積：
C=C0.△z （3－31）
信號(hào)沿z方向傳播，信號(hào)邊沿對某一電容充電，充電電流為r。根據(jù)電流的定義有
由此可得出結(jié)論：傳輸線上的瞬態(tài)阻抗即為其特性阻抗。
圖1 傳輸線的零階模型
常見的導(dǎo)致瞬態(tài)阻抗發(fā)生突變的因素有：線的末端、線寬變化、拐角、分支、線交叉、樁線、返回路徑上的縫隙、疊層間的過孔、測試焊盤、封裝引線，以及器件輸入門電容等。
只要瞬態(tài)阻抗改變，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)射。然而，究竟為什么信號(hào)遇到阻抗突變就會(huì)產(chǎn)生反射呢？產(chǎn)生反射是為了保證邊界條件：信號(hào)到達(dá)瞬態(tài)阻抗不同的兩個(gè)區(qū)域的邊界時(shí)，在交界面兩側(cè)的電壓及回路電流都應(yīng)該是相同的。如果沒有產(chǎn)生反射回源端的信號(hào)，要保證邊界條件，必有
因此，這是一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，在邊界處必須產(chǎn)生一個(gè)反射回源端的電壓為Vref的波形，如圖2所示。
圖2 阻抗突變及反射形成
分界面兩側(cè)電壓相等的條件是：
入射波和反射波傳播方向相反，因而其電流回路方向也相反，則分界面兩側(cè)電流相等的條件是：
以上的電壓、電流均為瞬態(tài)值，Z）和餳分別為兩個(gè)區(qū)域的瞬態(tài)阻抗，則有如下關(guān)系：
