专利名称：终端匹配电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，特别是指一种终端匹配电路。
背景技术：
随着数字电路时钟速度的提高，信号完整性(SI)已成为越来越关心的问题。当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达负载集成芯片(IC)时，该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。例如误触发、阻尼振荡、过冲、欠冲等信号完整性问题都会造成时钟间歇振荡和数据出错。在实际的印刷电路板(PCB板)上的导线具有电阻、电容和电感等电气特性，驱动器的输出阻抗通常小于PCB板互联信号线的特征阻抗，而PCB板互联信号线的特征阻抗一般来说也小于接收器的输入阻抗。这种阻抗的不连续性就会导致设计系统中信号反射的出现。在高速数字电路设计中，PCB板线路上的电容和电感会使导线等效于一条传输线。传输线上的阻抗会使信号达不到规定的电压幅度，线路阻抗与外接负载不匹配会产生信号反射现象，这些都会引起信号完整性问题。一般来说减少信号完整性问题的常用方法是在传输线上增加端接元件。端接元·件是一些无源元件，如电阻和电容。终端匹配技术就是利用这些元件在传输线和负载问实现阻抗匹配从而防止SI问题。电阻可以用来匹配传输线阻抗与接收器的阻抗，而电容则可以用来限制电压的变化从而削弱阻尼信号的能量。最常见的无源终端匹配技术包括并行连接的终端匹配技术、戴维南终端匹配技术、串行连接的终端匹配技术以及直流电(AC)终端匹配技术。而并联终端匹配技术的缺点在于终端匹配电阻会带来直流功耗，另外并联终端匹配也会降低信号的高输出电平。戴维南终端匹配的终端匹配电阻中有静态的直流功耗，且传输线上的电压也就等于三态总线上的戴维南电压，对于互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑器件来说同样会导致更高的功耗。串行连接的终端匹配电阻则增加了驱动器的输出阻抗。AC终端匹配技术的缺点是信号线上的数据可能出现时间上的抖动，因此在设计系统时序的余量时需要将这一时间抖动考虑在内以确保设计的系统能够正常运行。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种终端匹配电路，可实现简单有效的终端匹配。基于上述目的本实用新型提供的一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少四个二极管；所述第一传输线路负载输入端同时连接第一二极管正极和第二二极管负极，所述第一二极管负极连接电源，所述第二二极管正极接地；所述第二传输线路负载输入端同时连接第三二极管正极和第四二极管负极，所述第三二极管负极连接电源，所述第四二极管正极接地。在一个实施例中，所述的第一、第二、第三、和第四二极管均为肖特基二极管。在另一个实施例中，所述第一传输线路负载输入端串联第一电阻，所述第二传输线路负载输入端串联第二电阻。在另一个实施例中，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端之间串联第三电阻。本实用新型还提供了一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别连接至少一个二极管的正极，所述二极管的负极连接电源。在一个实施例中，所述二极管均为肖特基二极管。在另一个实施例中，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端之间串联第三电阻。本实用新型还提供了一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别连接至少一个二极 管的负极，所述二极管的正极接地。在一个实施例中，所述二极管均为肖特基二极管。在另一个实施例中，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端之间串联第三电阻。从上面所述可以看出，本实用新型提供的终端匹配电路，低功耗高效率的实现了终端匹配；且实现电路简单。
图I为本实用新型提供的终端匹配电路实施例I的电路示意图；图2为本实用新型提供的终端匹配电路实施例2的电路示意图；图3为本实用新型提供的终端匹配电路实施例3的电路示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型所提供的一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少四个二极管；所述第一传输线路负载输入端同时连接第一二极管正极和第二二极管负极，所述第一二极管负极连接电源，所述第二二极管正极接地；所述第二传输线路负载输入端同时连接第三二极管正极和第四二极管负极，所述第三二极管负极连接电源，所述第四二极管正极接地。需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一” “第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例中对此不再一一说明。参考附图I，为本实用新型提供的终端匹配电路实施例I的电路示意图。所述终端匹配电路，包括两条并联传输线路和四个二极管；所述第一传输线路负载输入端TXOUTP同时连接到第一二极管Dl的正极和第二二极管D2的负极，所述第一二极管Dl的负极连接电源VCC，所述第二二极管D2正极接地GND ;所述第二传输线路负载输入端TXOUTN同时连接第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极，所述第三二极管D3的负极连接电源VCC，所述第四二极管D4的正极接地GND。所述第一传输线路负载输入端TXOUTP串联第一电阻R1，所述第二传输线路负载输入端TXOUTN串联第二电阻R2。所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN之间串联第三电阻R3。当电路工作时，所 述两条并联的传输线路末端的信号产生反射，导致所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和第二传输线路负载输入端TXOUTN上的电压升高超过电源VCC的电压以及第一二极管Dl和第三二极管D3的正向偏值电压，使得所述第一二极管Dl和第三二极管D3正向导通并连接到电源VCC上，从而将反射信号造成的过冲(即第一个峰值或谷值超过设定电压)嵌位在电源VCC的电压和第一二极管Dl或第三二极管D3的阈值电压的二者之和以内。同理，当电路工作时，所述两条并联的传输线路末端的信号产生反射，导致所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和第二传输线路负载输入端TXOUTN上的电压下降，当第二二极管D2和第四二极管D4两端压降超过二极管正向偏值电压时，所述第二二极管D2和第四二极管D4正向导通并连接到地GND，此时，接地GND的第二二极管D2和第四二极管D4则将反射信号的下冲(即第二个峰值或谷值超过设定电压)限制在所述第二二极管D2或第四二极管D4的正向偏置电压以内。因为二极管不会吸收任何的能量，仅仅只是将能量导向电源VCC或者是地GND，所述并联的两条传输线路上就会出现多次的信号反射。由于能量会通过二极管到电源和/或二极管到地的消耗，信号的反射会逐渐衰减，能量的损耗限制了信号反射的幅度，以维持信号的完整性。从上述实施例可以看出，本实用新型所提供的一种终端匹配技术，在两个负载输入端分别通过一二极管接电源，通过另一二极管接地，分别将反射信号的过冲嵌位在电源电压和二极管阈值电压二者之和以内，以及将反射信号的下冲限制在二极管正向偏置电压以内，使得信号的反射逐渐衰减，维持了信号的完整性；且所述电路较其他终端匹配电路实现起来更加简单、有效；并且，相对于传统的终端匹配电路，二极管终端匹配电路的优点在于无须考虑阻抗匹配，当传输线路的特征阻抗ZO不清楚时，特别适合采用所述终端匹配电路；进一步的，如果连接到传输线路的负载是容性负载，所述终端匹配电路还可以有效地降低特征阻抗ZO ;总之，特征阻抗ZO的变化不会影响到所述终端匹配电路的实现及其使用效果O由于若二极管开启时间TON较高则会导致信号下冲；若二极管正向偏置电压VF较高则会产生时间上的抖动；若二极管反向恢复时间TRR较高则会提升信号的上升时间TR ；同时，多次信号反射的存在可能会影响后续信号的波形，因此必须验证二极管在开关频率上的响应。要想发挥二极管终端匹配技术的这种优势可以采用具有较小的开启时间TON、正向偏置电压VF和反向恢复时间TRR的二极管作为终端匹配元件来保持信号的完整性。因此，进一步的，所述的第一、第二、第三、和第四二极管均可采用肖特基二极管。采用肖特基二极管可避免上述不足；同时，在肖特基二极管动态导通电阻上消耗的功耗远远小于任何电阻类型终端匹配技术的功率消耗。需要指出的是，上述实施例中，虽然是采用了在两个负载输入端分别通过一二极管接电源，通过另一二极管接地的方式实现终端匹配电路，但是，必要时，还可将两个、三个更多的二极管分别串联为四组或其中的一路串联多个二极管然后再接电源或接地，因此，所述二极管的数量不应作为限制本实用新型保护范围的必要特征。上述实施例中，所述第一传输线路负载输入端TXOUTP串联的第一电阻R1，所述第二传输线路负载输入端TXOUTN串联的第二电阻R2，以及所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN之间串联第三电阻R3，它们的作用之一是用于传输线路限流以及维持传输线路的稳定性，因此，不能将其作为本实用新型的必要技术特征而限制本实用新型的保护范围。本实用新型还提供了一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别连接至少一个二极管的正极，所述二极管的负极连接电源。参考附图2，为本实用新型提供的终端匹配电路实施例2的电路示意图。·所述终端匹配电路，包括两条并联传输线路和两个二极管；所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN分别第一二极管Dl和第三二极管D3的正极，第一二极管Dl和第三二极管D3的负极均连接电源VCC。所述第一传输线路负载输入端TXOUTP串联第一电阻R1，所述第二传输线路负载输入端TXOUTN串联第二电阻R2。所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN之间串联第三电阻R3。当电路工作时，所述两条并联的传输线路末端的信号产生反射，导致所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和第二传输线路负载输入端TXOUTN上的电压升高超过电源VCC的电压以及第一二极管Dl和第三二极管D3的正向偏值电压，使得所述第一二极管Dl和第三二极管D3正向导通并连接到电源VCC上，从而将反射信号造成的过冲(即第一个峰值或谷值超过设定电压)嵌位在电源VCC的电压和第一二极管Dl或第三二极管D3的阈值电压的二者之和以内。因为二极管不会吸收任何的能量，仅仅只是将能量导向电源VCC，所述并联的两条传输线路上就会出现多次的信号反射。由于能量会通过二极管到电源的消耗，信号的过冲反射会逐渐衰减，能量的损耗限制了信号反射的幅度，以维持信号的完整性。从上述实施例可以看出，本实用新型所提供的一种终端匹配技术，在两个负载输入端分别通过一二极管接电源，将反射信号的过冲嵌位在电源电压和二极管阈值电压二者之和以内，使得信号的过冲反射逐渐衰减，维持了信号的完整性；且所述电路较其他终端匹配电路实现起来更加简单、有效；并且，相对于传统的终端匹配电路，二极管终端匹配电路的优点在于无须考虑阻抗匹配，当传输线路的特征阻抗ZO不清楚时，特别适合采用所述终端匹配电路；进一步的，如果连接到传输线路的负载是容性负载，所述终端匹配电路还可以有效地降低特征阻抗ZO ;总之，特征阻抗ZO的变化不会影响到所述终端匹配电路的实现及其使用效果。由于若二极管开启时间TON较高则会导致信号下冲；若二极管正向偏置电压VF较高则会产生时间上的抖动；若二极管反向恢复时间TRR较高则会提升信号的上升时间TR ；同时，多次信号反射的存在可能会影响后续信号的波形，因此必须验证二极管在开关频率上的响应。[0043]要想发挥二极管终端匹配技术的这种优势可以采用具有较小的开启时间TON、正向偏置电压VF和反向恢复时间TRR的二极管作为终端匹配元件来保持信号的完整性。因此，进一步的，所述二极管可均选用肖特基二极管。需要指出的是，上述实施例中，虽然是采用了在两个负载输入端分别通过一二极管接电源，但是，必要时，还可将两个、三个更多的二极管分别串联为两组或其中的一路串联多个二极管然后再接电源，因此，所述二极管的数量不应作为限制本实用新型保护范围的必要特征。上述实施例中，所述第一传输线路负载输入端TXOUTP串联的第一电阻R1，所述第二传输线路负载输入端TXOUTN串联的第二电阻R2，以及所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN之间串联第三电阻R3，它们的作用之一是用于传输线路限流以及维持传输线路的稳定性，因此，不能将其作为本实用新型的必要技术特征而限制本实用新型的保护范围。·[0047]本实用新型还提供了一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别连接至少一个二极管的负极，所述二极管的正极接地。参考附图3，为本实用新型提供的终端匹配电路实施例3的电路示意图。所述终端匹配电路，包括两条并联传输线路和两个二极管；所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN分别连接第二二极管D2和第四二极管D4的负极，所述第二二极管D2和第四二极管D4的正极均接地。所述第一传输线路负载输入端TXOUTP串联第一电阻R1，所述第二传输线路负载输入端TXOUTN串联第二电阻R2。所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN之间串联第三电阻R3。当电路工作时，所述两条并联的传输线路末端的信号产生反射，导致所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和第二传输线路负载输入端TXOUTN上的电压下降，当第二二极管D2和第四二极管D4两端压降超过二极管正向偏值电压时，所述第二二极管D2和第四二极管D4正向导通并连接到地GND，此时，接地GND的第二二极管D2和第四二极管D4则将反射信号的下冲(即第二个峰值或谷值超过设定电压)限制在所述第二二极管D2或第四二极管D4的正向偏置电压以内。因为二极管不会吸收任何的能量，仅仅只是将能量导向地GND，所述并联的两条传输线路上就会出现多次的信号反射。由于能量会通过二极管到地的消耗，信号的过冲反射会逐渐衰减，能量的损耗限制了信号反射的幅度，以维持信号的完整性。从上述实施例可以看出，本实用新型所提供的一种终端匹配技术，在两个负载输入端通过一二极管接地，将反射信号的下冲限制在二极管正向偏置电压以内，使得信号的反射逐渐衰减，维持了信号的完整性；且所述电路较其他终端匹配电路实现起来更加简单、有效；并且，相对于传统的终端匹配电路，二极管终端匹配电路的优点在于无须考虑阻抗匹配，当传输线路的特征阻抗ZO不清楚时，特别适合采用所述终端匹配电路；进一步的，如果连接到传输线路的负载是容性负载，所述终端匹配电路还可以有效地降低特征阻抗ZO ;总之，特征阻抗ZO的变化不会影响到所述终端匹配电路的实现及其使用效果。由于若二极管开启时间TON较高则会导致信号下冲；若二极管正向偏置电压VF较高则会产生时间上的抖动；若二极管反向恢复时间TRR较高则会提升信号的上升时间TR ；同时，多次信号反射的存在可能会影响后续信号的波形，因此必须验证二极管在开关频率上的响应。要想发挥二极管终端匹配技术的这种优势可以采用具有较小的开启时间TON、正向偏置电压VF和反向恢复时间TRR的二极管作为终端匹配元件来保持信号的完整性。因此，进一步的，所述二极管可均选用肖特基二极管。需要指出的是，上述实施例中，虽然是采用了在两个负载输入端分别通过一二极管接地，但是，必要时，还可将两个、三个更多的二极管分别串联为两组或其中的一路串联多个二极管然后再接地，因此，所述二极管的数量不应作为限制本实用新型保护范围的必要特征。上述实施例中，所述第一传输线路负载输入端TXOUTP串联的第一电阻R1，所述 第二传输线路负载输入端TXOUTN串联的第二电阻R2，以及所述第一传输线路负载输入端TXOUTP和所述第二传输线路负载输入端TXOUTN之间串联第三电阻R3，它们的作用之一是用于传输线路限流以及维持传输线路的稳定性，因此，不能将其作为本实用新型的必要技术特征而限制本实用新型的保护范围。所属领域的普通技术人员应当理解以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种终端匹配电路，其特征在于，包括两条并联传输线路和至少四个二极管；所述第一传输线路负载输入端同时连接第一二极管正极和第二二极管负极，所述第一二极管负极连接电源，所述第二二极管正极接地；所述第二传输线路负载输入端同时连接第三二极管正极和第四二极管负极，所述第三二极管负极连接电源，所述第四二极管正极接地。
2.根据权利要求I所述的一种终端匹配电路，其特征在于，所述的第一、第二、第三、和第四二极管均为肖特基二极管。
3.根据权利要求2所述的终端匹配电路，其特征在于，所述第一传输线路负载输入端串联第一电阻，所述第二传输线路负载输入端串联第二电阻。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的终端匹配电路，其特征在于，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端之间串联第三电阻。
5.一种终端匹配电路，其特征在于，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别连接至少一个二极管的正极，所述二极管的负极连接电源。
6.根据权利要求5所述的终端匹配电路，其特征在于，所述二极管均为肖特基二极管。
7.根据权利要求5或6所述的终端匹配电路，其特征在于，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端之间串联第三电阻。
8.—种终端匹配电路，其特征在于，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别连接至少一个二极管的负极，所述二极管的正极接地。
9.根据权利要求8所述的终端匹配电路，其特征在于，所述二极管均为肖特基二极管。
10.根据权利要求8或9所述的终端匹配电路，其特征在于，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端之间串联第三电阻。
专利摘要本实用新型提供了一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少四个二极管；所述第一传输线路负载输入端同时连接第一二极管正极和第二二极管负极，所述第一二极管负极连接电源，所述第二二极管正极接地；所述第二传输线路负载输入端同时连接第三二极管正极和第四二极管负极，所述第三二极管负极连接电源，所述第四二极管正极接地；本实用新型还提供了一种终端匹配电路，包括两条并联传输线路和至少两个二极管；所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别通过至少一个二极管连接电源；或者另一种终端匹配电路，所述第一传输线路负载输入端和所述第二传输线路负载输入端分别通过至少一个二极管接地。
文档编号H03H7/38GK202750053SQ201220465170
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者张文, 朱战海, 沈光磊, 黄卫靖 申请人:湖南致极网络科技股份有限公司