當信號在印制電路板上的傳輸時，如果信號的工作頻率不高，在設計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。而當電路板的工作頻率越來越高，進入射頻段時，系統(tǒng)內(nèi)的高頻噪聲、串擾等問題造成電路性能下降，因此在高速電路里必須仔細考慮阻抗匹配。

終端匹配的主要目的是實現(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)生的噪聲串擾，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主要有戴維南終端匹配技術、串聯(lián)終端匹配技術以及二極管終端匹配技術三類。

1、戴維南終端匹配技術

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，但因為直接將終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

串聯(lián)終端匹配技術的電路，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)動級的波形會因為前端電阻而被截取一半，所以在傳輸線上只有一半的信號。

（2）因為前端電阻，所以接收端所接收到的信號強度為驅(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。

3、二極管終端匹配技術

二極管終端匹配技術的電路，將兩個二極管分別反向并連在電源和地端，這種終端技術適合于傳輸線的阻抗未知時，因為二極管內(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)生并且也可以保護電路元件。

終端匹配仿真實例

在射頻電路板設計中，終端匹配技術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行討論，仿真實例主要包括：

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)終端匹配技術后，75Ω傳輸線電路仿真及過沖現(xiàn)象觀察。

實現(xiàn)步驟

1、運行ADS，彈出ADS主窗口。利用ADS中的微帶線工具進行計算，進行如下設置，可以計算出微帶線的長度和寬度。

2、建立原理圖仿真

3、完成設置后，進行仿真。

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

可以計算出相對過沖電壓0.146

2、戴維南終端匹配技術

通過上一個實驗仿真，我們對終端匹配電路造成的過沖電壓有了一個直觀的認識，要改善這類過沖電壓，戴維南終端匹配技術是一個較好的選擇。

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

相比于戴維南終端匹配技術，串聯(lián)終端匹配技術實現(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行匹配即可。

1、完成下面的電路圖

2、開始進行仿真：