老子在道德經(jīng)里說(shuō)：道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物。三對(duì)于我們中國(guó)人來(lái)講，有很深的寓意。從古至今，關(guān)于三的典故和成語(yǔ)數(shù)不勝數(shù)，三歲小孩都可以信手拈來(lái)。比如三人行則必有我?guī)煟錆M著無(wú)盡的智慧；也比如事不過(guò)三，三代表著亙古不變的原則；再比如三原色，紅綠藍(lán)，三營(yíng)造了我們的絢麗繽紛的世界。再說(shuō)到我們的高速設(shè)計(jì)，曾經(jīng)讓我們聽之色變、聞風(fēng)喪膽的高速設(shè)計(jì)，其實(shí)我們所考慮的問(wèn)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(huì)把我對(duì)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(shí)候，往往首次接觸的一般都是電阻。電阻在電路中有兩個(gè)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(dòng)形成了電流。假如電路中不接負(fù)載，將電源的正負(fù)極直接相連，會(huì)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(wú)窮大的速度沖向水泵，等待水泵的命運(yùn)就只有毀滅。

 

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

再來(lái)說(shuō)分壓，電阻分壓的應(yīng)用，在PCB設(shè)計(jì)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(gè)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(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，電阻可能就只有兩這個(gè)作用了，小編在接觸高速數(shù)字電路之前，同樣也是這樣認(rèn)為的。做過(guò)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)之后，就了解到電阻還有一個(gè)作用，那就是——端接。

 

如果同樣用水作類比來(lái)解釋的話，小編有這樣的一個(gè)理解。

 

端接電阻相當(dāng)于在水渠里鑄一個(gè)堤壩，堤壩后面通向大海?，F(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(gè)3m高的大壩。如果突然下暴雨漲水，多出來(lái)的水就會(huì)漫過(guò)堤壩，流向大海，不會(huì)影響堤壩上游的水流和水位，如果突然水面上起風(fēng)，激起水浪，水位可能超過(guò)3m，但是當(dāng)水浪到達(dá)堤壩位置的時(shí)候，也會(huì)漫過(guò)堤壩，流向大海，水渠里的水流和水位還是不會(huì)受到影響。如果大壩建4m，下暴雨和起風(fēng)的時(shí)候，堤壩上游的水位就會(huì)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(fēng)當(dāng)做PCB板中的串?dāng)_和反射來(lái)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(guò)這是小編個(gè)人的理解，如有不當(dāng)，歡迎指正哦。

 

所以，通常在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中會(huì)接入端接電阻，保證驅(qū)動(dòng)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(huì)發(fā)生反射。如下圖：