3.3.9：阻抗匹配

1：概念

普通的线路足够传输低频的交流电信号和声音信号，然而，普通电缆不能用于输送无线电频率范围的电流或更高频率的电流，这种频率的电流每秒钟变更百万次方向，能量易于从电缆中以电磁波的形式辐射出来，从而造成能量损耗。射频电流也容易在电缆的连接处（如连接器和节点）反射 回发射源。这些反射作为瓶颈，阻止了信号功率到达目的地。

阻抗匹配：简单的说就是"特性阻抗”等于“负载阻抗”， 信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好.

要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化（等于1），让整个线路，不同的部分，阻抗保持相对一致，将减少信号的反射，激励，发射电磁信号，造成能量损失从而影响信号质量。

2：PowerWriter上的阻抗匹配

PowerWriter 的输出信号网络，不同的信号，比如SWCLK、SWDIO、TX、RX、JTAG 、SPI 等信号端口，由于设备预留未来升级需求，性能会越来越高，有着不同的预定义的阻抗匹配电阻，范围在39R ~ 189R （注：不同产品存在细微的差异）之间，整体相对偏小，一般情况下，应用端无需额外做特性阻抗匹配，在相对复杂的生产场景下，依然推介用户在编程端口适度增加阻抗匹配电阻来对信号进行归一化。

为了更方便的分析 PowerWriter 对目标芯片的编程细节处理逻辑，以下列的图示为演示进行说明。

• PowerWriter 输出端设计之间的输出阻抗，不同的线路采用的不同的值，以用来对目标芯片阻抗匹配进行预估，降低信号出现反射的几率
• 目标芯片的输入阻抗，强烈推介在编程端口中加入阻抗匹配电阻，范围可以根据实际的芯片进行调整，有条件的可以根据测量信号质量，来调整匹配电阻。
• 线路特性阻抗，线路部分描述从PowerWriter 设备到目标芯片之间的连接通讯线缆，不同的长度，规格，的线材，都将影响到线材的特性阻抗，所以，选择合适的通讯线材，仍然很关键。

警告

PowerWriter 编程时时钟偏高，所以在设计时，PowerWriter 本身的输出阻抗，设计相对较小，在使用较高的速度对目标芯片进行编程时，强烈建议在MCU 编程输入端口，加入合适的匹配电阻，范围可在22R~100R 之间，具体以实际为准！

提示

在使用编程Socket座对目标芯片编程时，除了需要注意通讯线材的选择，进行合理的阻抗匹配之外，同时需要注意目标芯片的最小系统的完整度

• 电源VDD、VDDIO 加上合理的滤波电容、如0.1uF + 10nF 组合，可提升电源的稳定性，降低干扰。
• POR复位电路：在没有连接复位引脚的情况下，外部MCU必须有上电复位电路，以便让目标芯片进行上电复位。
• BOOT 引脚的设置，BOOT 引脚的设置，在某些情况下，依然很重要，参考目标芯片的设计。
• XTAL 外部晶振，在大部分时候为可选，编程时，一般采用内部RC 震荡电路进行目标芯片的编程。

2.1：PowerWriter X1 对于阻抗的优化

为了让生产设备有更加的阻抗适应范围，PowerWriter X1 配套的转接板，额外提供，0~100R 的可调阻抗电阻，加上X1 设备自带的输出阻抗，如下图所示：

调节范围

• SWDIO：82R~182R，默认为132R
• SWCLK：39R~139R，默认为89R

3：注意事项

• 尽量避免使用不同规格的线材拼接，作为编程通信线材，这将导致在传输过程中的特性阻抗不一致，从而影响编程信号的质量。
• 线材尽量使用，平行线、双绞线、同轴线、带状线、微带线等。
• 线材不易过长，过长的线材，将放大信号损失，降低信号质量，引起不良率的上升。