硬件 | 信号线或电源线上串个小电阻干啥用的？

▼工程师看海▼

 

 

 

     

通常是有两个作用：阻抗匹配和限流。

   

一：阻抗匹配

   

对于高速信号而言，需要考虑信号完整性，PCB走线和附加组件形成的传输线阻抗的任何不匹配都会导致信号转换的反射。

如果允许这些信号沿着轨迹来回反弹，在许多周期内反射末端的不匹配直到它们消失，会产生信号“振铃”，发射信号会叠加到原始信号中造成芯片识别的错误。

通常，输出引脚的阻抗低于走线，而输入引脚的阻抗较高。如果在输出引脚上放置一个阻值与传输线阻抗匹配的串联电阻，这将立即形成一个分压器，沿线传播的波前电压将是输出电压的一半。

在接收端，输入的较高阻抗本质上看起来像一个开路，这样就会产生同相反射，使瞬时电压加倍反馈到原始信号。

如果允许这种反射信号返回到低阻抗的信号输出端，它将异相反射并产生建设性干扰，再次相减并产生振铃。

如果在信号线上串联小电阻，电阻就可以吸收反射的信号，电阻的阻值大小其实也并非随意选择的，理想情况下是：选择的阻值与线路的阻抗想匹配，并且在PCB设计时将电阻放置到连线的正中间位置时效果最好（针对2点连接的形式）。

   

二：限制电流

   

在低速信号中，串联电阻的另一个最常见的原因是：限制电流。

在通常情况下，不同代的 CMOS IC 技术具有不同的最佳工作电压，并且可能具有由晶体管的微小物理尺寸设定的最高工作电压。即IC所能承受的电压不能高于电路的最高工作电压，否则容易造成芯片损坏。

在大多数的芯片输入端或者电源端都装有钳位二极管用于防止过压损坏；如5V信号驱动3.3V芯片时，大概率情况是3.3V芯片的内部钳位二极管处于工作状态，将电压钳位到一个合理的电压水平。

但是这种钳位二极管可以将电压钳位到稳定水平，但并不能承受非常高的电流。

因此多数情况下，通过串联小电阻来保证限制流进芯片的电流，保护芯片安全。