介紹

終端電阻雖然體積小，卻在 PCB 設計中扮演關鍵角色。它們可防止訊號沿著電路反彈，進而避免產生噪音與資料錯誤。不論是設計簡單電路還是處理高速訊號，了解終端電阻的使用方式都能幫助您提升電路的穩定性與訊號完整性。

終端電阻的作用

終端電阻是設置在 PCB 訊號線末端的基本元件。其主要功能是抑制訊號反射，避免因反彈而產生干擾與錯誤訊號。在高速訊號系統中尤其重要，因為訊號需要在兩點之間快速且準確地傳輸。

終端電阻常見於差分訊號應用，如 RS-485，其能協助維持訊號穩定，確保長距離通訊的正確性。

當訊號在 PCB 上傳遞時，理想狀況是從源端傳至接收端。但若訊號走線末端未有正確的結束方式，訊號可能會反彈，這就是所謂的訊號反射。

其主要原因是阻抗不匹配：當走線的特性阻抗與終點負載不同，訊號無法被吸收，就會反射回來源端，造成噪音與資料錯誤。這種情況在高速訊號中尤為嚴重。

可用一個比喻說明：將球丟向牆壁會彈回，但如果丟向軟墊則會被吸收。終端電阻的作用就像是那個軟墊，幫助訊號在走線終點被吸收而不反彈。

當訊號反射回線路時，可能會與新訊號重疊，產生電氣干擾與資料錯誤。這些問題在測試中不易察覺，但實際使用時可能造成資料損壞或連線不穩。

終端電阻能夠透過匹配走線阻抗，吸收訊號能量，讓訊號不會反彈回來。這不僅能保持訊號清晰準確，也確保傳輸的可靠性。

終端方式	電路配置說明	優點	缺點	適用情境
並聯終端	電阻接在訊號線與 GND 或 Vcc 之間	結構簡單，能有效吸收反射訊號	持續耗電，閒置時仍有功率損耗	高速訊號、數位線路
戴維南終端	兩顆電阻分別接至 Vcc 與 GND，訊號接在中點	可穩定電壓、抑制反射	組態較複雜，需精確選值	匯流排系統、TTL/CMOS
串聯終端	電阻接在訊號源與走線之間	功耗低、結構簡單	不吸收末端反射、延遲可能增加	點對點傳輸、短線路
交流終端	電阻與電容串聯後接至訊號末端與 GND	有效吸收高頻反射、減少直流功耗	需設計 RC 時常數，影響訊號形狀

RS-485 系統常使用特性阻抗為 120Ω 的雙絞線。為防止訊號反射，應在線路兩端各接一個 120Ω 的終端電阻，與電纜阻抗匹配。

在某些情況下，如單端驅動器設計，僅在遠端接入一顆終端電阻即可。重點是確保訊號不會反彈至來源。

並非所有線路都必須設置終端電阻。只有傳輸線的兩端才需要，因為這是訊號反射最可能發生的位置。

若裝置位於傳輸鏈中間位置（中間節點），通常不需加入終端。中間節點只需接收訊號，不會改變訊號方向，若加入終端反而會干擾通訊。

注意避免在同一端誤加兩個終端電阻。當兩個相同電阻並聯時，總阻值會降低一半，造成阻抗不匹配與訊號反射。

為避免此類問題，建議在 PCB 上加上跳線或撥碼開關，以控制終端是否啟用。

依據走線寬度、厚度、材質與距離接地平面距離，估算或量測訊號線阻抗。常見數值為 50Ω 或 120Ω。

依照電路設計需求，選擇合適方式：

選用時請確認阻值與功率符合設計要求。

Q：如果不使用終端電阻會怎樣？
A：可能產生訊號反射，造成雜訊與資料錯誤，特別是在高速或長距離設計中。

Q：如何計算終端電阻？
A：依照走線阻抗設定電阻值，例如特性阻抗為 100Ω，則選用 100Ω 電阻。戴維南與交流方式依其電路特性計算。

Q：低速訊號是否需要終端？
A：多數低速訊號可不加終端。但若走線過長或資料重要，加終端較為穩妥。

Q：可否使用電位器作為終端？
A：可作為測試用途，但正式產品應使用固定值電阻，避免不穩定因素。

Q：如何在 PCB 上加入可切換終端？
A：可透過跳線或 DIP 開關控制終端電阻的接入，依應用情境啟用或關閉。

終端電阻對於維持訊號品質、抑制反射與提高電路穩定性具有關鍵作用。選擇正確的終端方式與電阻值，並將其正確實施在線路末端，是確保 PCB 設計穩定可靠的必要步驟。