老子在道德經(jīng)里說：道生一，一生二，二生三，三生萬物。三對于我們中國人來講，有很深的寓意。從古至今，關(guān)于三的典故和成語數(shù)不勝數(shù)，三歲小孩都可以信手拈來。比如三人行則必有我?guī)?，三充滿著無盡的智慧；也比如事不過三，三代表著亙古不變的原則；再比如三原色，紅綠藍，三營造了我們的絢麗繽紛的世界。再說到我們的高速設(shè)計，曾經(jīng)讓我們聽之色變、聞風喪膽的高速設(shè)計，其實我們所考慮的問題也不外乎三種基本電子元件（電阻、電容、電感），以及它們的組合。在高速先生的后續(xù)文章里，我會把我對這三種基本電子元件的理解與領(lǐng)悟分享給大家。

 

電阻的應(yīng)用

 

在我們接觸電子課程的時候，往往首次接觸的一般都是電阻。電阻在電路中有兩個基本作用：限流、分壓。

 

為了更加形象、直觀，便于理解，我們將電流以水流類比，電源類比水泵，傳輸線類比水渠，電阻類比水渠里的障礙物。如下圖：

電子的流動形成了電流。假如電路中不接負載，將電源的正負極直接相連，會發(fā)生什么事情？短路，燒毀器件。這就像水泵把水抽到水渠中，而水渠是一條非常平滑的水渠（阻力趨近于0），水流以趨近無窮大的速度沖向水泵，等待水泵的命運就只有毀滅。

 

因此，一般當電流中接入非線性器件（二極管等）時，其阻抗會隨著時間而變化，此時，電路中就需要接入電阻，起到限流，保護電路的作用。如下圖：

再來說分壓，電阻分壓的應(yīng)用，在PCB設(shè)計中有很多。比如DDR3的參考電源Vref，我們常見的一種做法就是利用兩個相同阻值的電阻，從DDR3的供電電源1.5V，分壓得到0.75V的參考電源。如下圖：

對大多數(shù)人來說，電阻可能就只有兩這個作用了，小編在接觸高速數(shù)字電路之前，同樣也是這樣認為的。做過高速數(shù)字電路設(shè)計之后，就了解到電阻還有一個作用，那就是——端接。

 

如果同樣用水作類比來解釋的話，小編有這樣的一個理解。

 

端接電阻相當于在水渠里鑄一個堤壩，堤壩后面通向大海。現(xiàn)在我的要求是始終保持堤壩上游有3m的水位，那我就要修建一個3m高的大壩。如果突然下暴雨漲水，多出來的水就會漫過堤壩，流向大海，不會影響堤壩上游的水流和水位，如果突然水面上起風，激起水浪，水位可能超過3m，但是當水浪到達堤壩位置的時候，也會漫過堤壩，流向大海，水渠里的水流和水位還是不會受到影響。如果大壩建4m，下暴雨和起風的時候，堤壩上游的水位就會受影響。如果堤壩建2m，就不能保證足夠的水壓。所以堤壩要建的剛剛好。如果把3m高的堤壩換成同傳輸線阻抗一致的匹配電阻，把下暴雨和起風當做PCB板中的串擾和反射來理解，端接匹配電阻的作用及原理是不是一下子就清晰明了啦。不過這是小編個人的理解，如有不當，歡迎指正哦。

 

所以，通常在高速數(shù)字電路設(shè)計中會接入端接電阻，保證驅(qū)動端到接收端之間的電流和電壓平穩(wěn)，消除反射。端接電阻的阻值等于傳輸線的特性阻抗值，如果高于或低于傳輸線的阻值，回路中都會發(fā)生反射。如下圖：