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凡亿专栏 | 高扇出时钟缓冲器,输出走线如何阻抗匹配
高扇出时钟缓冲器,输出走线如何阻抗匹配

时钟信号一旦扇出,阻抗失配带来的反射会让抖动飙升,系统随时可能失步。匹配不是选做题,而是必答题。

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核心矛盾:一驱多,阻抗怎么配?

时钟缓冲器将一路时钟复制成多路,每路走线都是一条独立的传输线。特征阻抗单端50欧姆,差分100欧姆。若不匹配,反射叠加导致过冲、振铃,接收端阈值误触发,整个系统时钟树崩塌。

方案一:源端串联匹配(最常用)

在缓冲器输出引脚侧串联电阻Rs,满足公式:

R_out + R_s = Z0

R_out为缓冲器输出阻抗(典型10至30欧姆),Z0为走线特征阻抗50欧姆。常用22至33欧姆电阻。

优势:无直流功耗,抑制EMI,电路极简。反射波回流至源端被电阻吸收,彻底消除二次反射。

适用:点对点拓扑,一对一驱动接收端。

方案二:终端并联匹配

在接收端并联电阻Rt = Z0,信号抵达末端时能量被完全吸收,无反射。

RS485、CAN总线固定120欧姆即此原理。DDR时钟、PCIe等超高速信号也常用此方式。

代价:存在直流功耗,不适合电池供电场景。

方案三:RC端接(时钟专用)

并联电阻加串联电容,电阻匹配阻抗,电容隔直通交。无直流功耗,交流功耗极小。

ADI公司明确推荐用于时钟分配器件的输出端接。电容典型值0.1微法,但需注意容值过大会拖缓上升沿,引发数据误码。


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