PCB设计中关于反射的那些事儿(1) 那些事儿, 工程师, 文章, 朋友, 如何

我是MT

作者：陈德恒 一博科技

摘要：如何确保信号完整性？入门工程师告诉你：避免串扰和反射。专家工程师也告诉你：避免串扰和反射。反射在信号完整性中的地位毋庸置疑。市面上大部分的书籍都是从路的角度分析反射，让我们跟随这篇文章，敲开场的大门，探索反射的世界。

最近高速先生粉丝（微信公众号：一博_看得懂的高速设计）增长很快，得益于各位朋友的大力推荐。其中有一位朋友推荐我们公众号时是这样说的“给大家分享一个公众号，这是我见过最无聊的公众号！一天到晚只说技术，真是弄不明白做硬件的人是怎么想的啊！哇哈哈哈哈哈哈哈哈”。对于这位朋友，高速先生只想说，您真是太（bu）有（hui）眼（xin）光（shang）啦（a）！

好了，玩笑到这。高速先生出道以来，接到了大量朋友的提问，很大一部分问题几种在基础理论上。很明显大家都是有思考过的，对一些东西处于明白但又有点不明白的区间，还差一层窗户纸没有捅破。

所以高速先生写出这样一篇文章，希望能帮助大家捅破这层窗户纸。

基础理论篇幅较长，所以这一系列文章会分比较多期。

开篇

在国外能碰到许多二三十年工作经验的工程师，帮助他们沟通的工具不是PPT，不是仿真结果，不是测试结果，而是一张纸和一支笔。

很佩服他们可以用一张纸一支笔给你勾绘出一个电路，一条波形，一种debug的方案。曾有一个老工程师告诉我，当你用场的角度去理解电路上的器件的时候，一切将会变得简单起来。

什么叫场的角度理解分立器件？在这个世界里，容抗是Xc=1/(2πfC) ，感抗是XL= 2πfL=ωL 。

这两个公式中的f与ω指的不是我们的信号频率，而是正弦波的频率与角频率。

在这里，我们要感谢伟大的让˙巴普蒂斯˙约瑟夫˙傅立叶——简称傅立叶，对，就是发明傅立叶变化的那个人。

所以在大家眼中看到的信号是这样的：




而在一个SI工程师的眼中看到的信号是这样的：




或者，这样的：




当我们能将信号分解为一个一个正弦波来研究的时候，一切都变简单了，可以量化了。在正弦波的世界中只有频率f，幅度A，相位θ。

现在，我们可以愉快的用场来看这个世界了。

让我们来思考下面这个问题：

一个1V的正弦波在某岔路口分成了两个大小相等的正弦波，两条路通向同一个终点，但是一条路长为L，另外一条路长度为L+X，在终点的时候，这个正弦波变成了什么？




当两条岔路一样长时，：




终点的信号和起点的信号没有区别。

当一条路比另一条多二十分之一波长时：




区别也十分小吧？高速先生在这里特别打上了mark点。大家可以看到，终点的信号比起点的信号衰减了1.2%。

X更长，达到八分之一波长时：




这时候，衰减已经不需要打mark点也可以看出来了。

X再长一点，达到四分之一波长时：




30%的能量不见了！

直到，X达到波长一半的长度：




好惨，完全阵亡。

那么，这一期的问题是：为什么高速先生要举这个例子呢？

好吧，这个问题也是个玩笑（首尾呼应）。这一系列的基础理论详解就不提问题了。奖品将在向我们提问的各位朋友中选出。

我们下期分解。

作者：陈德恒 一博科技

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