为什么串行通信线路上需要串联终端电阻 – KBA225247

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    我们可以根据最大功率传递定理来解释为什么需要在串行通信线路使用串联电阻器。 按照定理,为了将最大功率从电源转移到负载,负载阻抗应与电源阻抗匹配。

    使用SPII2C接口将数据从一个设备传输到另一个设备时,这两个设备通过传输线连接。 为了传输最大功率,传输线阻抗应与源和负载阻抗相匹配, 如果阻抗不匹配,则无法传输最大功率。 在这种情况下,负载无法全部吸收信号源传输的功率,信号会产生反射,影响正常信号的传输。为防止信号受影响,需要串联终端电阻用于阻抗匹配。

    建议仅在高频通信(超过400 kHz)或长走线(通信线路走线距离较长)情况下使用串联电阻。 如果信号传播到负载端并反射回来的总时间明显大于信号自身的上升沿时间,则认为该走线为长走线。

    串联电阻还可以减小总线上的电压摆幅,降低高频尖峰信号对器件的干扰。但是阻值较大的串联电阻会减缓信号的上升沿速率,使信号容易受到噪声的影响。 因此,应选择正确的电阻值,不仅抑制通信线路上的尖峰干扰,且不会影响信号的稳定传输。

     

    I2C 通信接口:

    对于I2C单主机 - 单从机配置,建议将串联电阻放置在主设备附近。对于所有其他配置,串联电阻放置在每个与总线连接的主/从设备附近。 请参考I2C总线规范 (https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf),为串联电阻和上拉电阻选择正确的值。

     

    SPI通信接口:

    SPI 通信,对于主器件,将串联电阻放置在MISO引脚附近; 对于从器件,将串联电阻放置在MOSI引脚附近。

     

    CapSense® 通信接口:

    对于涉及CapSense 的应用设计,建议在 I2C SPI 的通信线路上串接 330 欧姆的串联电阻,具体请参考PSoC® 4 and PSoC 6 MCU CapSense® Design Guide (http://www.cypress.com/file/46081/download) 中的“7.6.1.1.3 - Series Resistors on Digital Communication Lines”章节。