作者：王锐
高速设计的三座大山
电阻基础
老子在道德经里说：道生一，一生二，二生三，三生万物。三对于我们中国人来讲，有很深的寓意。从古至今，关于三的典故和成语数不胜数，三岁小孩都可以信手拈来。比如三人行则必有我师，三充满着无尽的智慧；也比如事不过三，三代表着亘古不变的原则；再比如三原色，红绿蓝，三营造了我们的绚丽缤纷的世界。再说到我们的高速设计，曾经让我们听之色变、闻风丧胆的高速设计，其实我们所考虑的问题也不外乎三种基本电子元件（电阻、电容、电感），以及它们的组合。在高速先生的后续文章里，我会把我对这三种基本电子元件的理解与领悟分享给大家。
在我们接触电子课程的时候，往往首次接触的一般都是电阻。电阻在电路中有两个基本作用：限流、分压。
为了更加形象、直观，便于理解，我们将电流以水流类比，电源类比水泵，传输线类比水渠，电阻类比水渠里的障碍物。如下图：
电子的流动形成了电流。假如电路中不接负载，将电源的正负极直接相连，会发生什么事情？短路，烧毁器件。这就像水泵把水抽到水渠中，而水渠是一条非常平滑的水渠（阻力趋近于0），水流以趋近无穷大的速度冲向水泵，等待水泵的命运就只有毁灭。
因此，一般当电流中接入非线性器件（二极管等）时，其阻抗会随着时间而变化，此时，电路中就需要接入电阻，起到限流，保护电路的作用。如下图：
再来说分压，电阻分压的应用，在PCB设计中有很多。比如DDR3的参考电源Vref，我们常见的一种做法就是利用两个相同阻值的电阻，从DDR3的供电电源1.5V，分压得到0.75V的参考电源。如下图：
对大多数人来说，电阻可能就只有两这个作用了，小编在接触高速数字电路之前，同样也是这样认为的。做过高速数字电路设计之后，就了解到电阻还有一个作用，那就是——端接。
如果同样用水作类比来解释的话，小编有这样的一个理解。
端接电阻相当于在水渠里铸一个堤坝，堤坝后面通向大海。现在我的要求是始终保持堤坝上游有3m的水位，那我就要修建一个3m高的大坝。如果突然下暴雨涨水，多出来的水就会漫过堤坝，流向大海，不会影响堤坝上游的水流和水位，如果突然水面上起风，激起水浪，水位可能超过3m，但是当水浪到达堤坝位置的时候，也会漫过堤坝，流向大海，水渠里的水流和水位还是不会受到影响。如果大坝建4m，下暴雨和起风的时候，堤坝上游的水位就会受影响。如果堤坝建2m，就不能保证足够的水压。所以堤坝要建的刚刚好。如果把3m高的堤坝换成同传输线阻抗一致的匹配电阻，把下暴雨和起风当做PCB板中的串扰和反射来理解，端接匹配电阻的作用及原理是不是一下子就清晰明了啦。不过这是小编个人的理解，如有不当，欢迎指正哦。
所以，通常在高速数字电路设计中会接入端接电阻，保证驱动端到接收端之间的电流和电压平稳，消除反射。端接电阻的阻值等于传输线的特性阻抗值，如果高于或低于传输线的阻值，回路中都会发生反射。如下图：
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