信號完整性(Singnal Integrity)術(shù)語(yǔ)
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1、什么是信號完整性(Singnal Integrity)?
信號完整性(Singnal Integrity)是指一個(gè)信號在電路中產(chǎn)生正確的相應的能力。信號具有良好的信號完整性(Singnal Integrity)是指當在需要的時(shí)候,具有所必須達到的電壓電平數值。主要的信號完整性問(wèn)題包括反射、振蕩、地彈、串擾等。常見(jiàn)信號完整性問(wèn)題及解決方法:
問(wèn)題 可能原因 解決方法 其他解決方法
過(guò)大的上沖 終端阻抗不匹配 終端端接 使用上升時(shí)間緩慢的驅動(dòng)源
直流電壓電平不好 線(xiàn)上負載過(guò)大 以交流負載替換直流負載 在接收端端接,重新布線(xiàn)或檢查地平面
過(guò)大的串擾 線(xiàn)間耦合過(guò)大 使用上升時(shí)間緩慢的發(fā)送驅動(dòng)器 使用能提供更大驅動(dòng)電流的驅動(dòng)源
時(shí)延太大 傳輸線(xiàn)距離太長(cháng) 替換或重新布線(xiàn), 檢查串行端接頭 使用阻抗匹配的驅動(dòng)源, 變更布線(xiàn)策略
振蕩 阻抗不匹配 在發(fā)送端串接阻尼電阻
2、什么是串擾(crosstalk)?
串擾(crosstalk)是指在兩個(gè)不同的電性能之間的相互作用。產(chǎn)生串擾(crosstalk)被稱(chēng)為Aggressor,而另一個(gè)收到干擾的被稱(chēng)為 Victim。通常,一個(gè)網(wǎng)絡(luò )既是Aggressor(入侵者),又是Victim(受害者)。振鈴和地彈都屬于信號完整性問(wèn)題中單信號線(xiàn)的現象(伴有地平面回路),串擾則是由同一PCB板上的兩條信號線(xiàn)與地平面引起的,故也稱(chēng)為三線(xiàn)系統。串擾是兩條信號線(xiàn)之間的耦合,信號線(xiàn)之間的互感和互容引起線(xiàn)上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。PCB板層的參數、信號線(xiàn)間距、驅動(dòng)端和接收端的電氣特性及線(xiàn)端接方式對串擾都有一定的影響。
3、什么是電磁兼容(EMI)?
電磁干擾(Ectromagnetioc Interference),或者電磁兼容性(EMI),是從一個(gè)傳輸線(xiàn)(transmission line)(例如電纜、導線(xiàn)或封裝的管腳)得到的具有天線(xiàn)特性的結果。印制電路板、集成電路和許多電纜發(fā)射并影響電磁兼容性(EMI)的問(wèn)題。FCC定義了對于一定的頻率的最大發(fā)射的水平(例如應用于飛行控制器領(lǐng)域)。
4、在時(shí)域(time domain)和頻域(frequency domain)之間又什么不同?
時(shí)域(time domain)是一個(gè)波形的示波器觀(guān)察,它通常用于找出管腳到管腳的延時(shí)(delays)、偏移(skew)、過(guò)沖(overshoot)、下沖(undershoot)以及設置時(shí)間(setting times)。頻域(frequency domain)是一個(gè)波形的頻譜分析議的觀(guān)察,它通常用于波形與頻譜分析議的觀(guān)察、它通常用于波形與FCC和其他EMI控制限制之間的比較。(有一個(gè)比喻,它就象收音機――你在時(shí)域(time domain)中聽(tīng)見(jiàn),但是你要找到你喜歡的電臺是在頻域(frequency domain)內。)
5、什么是傳輸線(xiàn)(transmission line)?
傳輸線(xiàn)(transmission line)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )(導線(xiàn)),并且它的電流返回的地和電源。電路板上的導線(xiàn)具有電阻、電容和電感等電氣特性。在高頻電路設計中,電路板線(xiàn)路上的電容和電感會(huì )使導線(xiàn)等效于一條傳輸線(xiàn)。傳輸線(xiàn)是所有導體及其接地回路的總和。
6、什么是阻抗(impedance)?
阻抗(Impedance)是傳輸線(xiàn)(transmission line)上輸入電壓對輸入電流地比率值(Z0=V/I)。當一個(gè)源發(fā)出一個(gè)信號到線(xiàn)上,它將阻礙它驅動(dòng),直到2*TD時(shí),源并沒(méi)有看到它地改變,在這里TD時(shí)線(xiàn)的延時(shí)(delay)。
7、什么是反射(reflection)?
反射(reflection)就是在傳輸線(xiàn)(transmission line)上回波(echo)。信號功率(電壓和電流)的一部分傳輸到線(xiàn)上并達到負載處,但是有一部分被反射(reflected)了。如果負載和線(xiàn)具有相同的(impedance),發(fā)射(Reflections)就不會(huì )發(fā)生了。如果負載阻抗小于源阻抗,反射電壓為負,反之,如果負載阻抗大于源阻抗,反射電壓為正。布線(xiàn)的幾何形狀、不正確的線(xiàn)端接、經(jīng)過(guò)連接器的傳輸及電源平面的不連續等因素的變化均會(huì )導致此類(lèi)反射。
8、什么是過(guò)沖(overshoot)?
過(guò)沖(Overshoot)就是第一個(gè)峰值或谷值超過(guò)設定電壓――對于上升沿是指最高電壓而對于下降沿是指最低電壓。下沖(Undershoot)是指下一個(gè)谷值或峰值。過(guò)分的過(guò)沖(overshoot)能夠引起保護二級管工作,導致過(guò)早地失效。
9、什么是下沖(undershoot)(ringback)?
過(guò)沖(Overshoot)是第二個(gè)峰值或谷值超過(guò)設定電壓――對于上升沿過(guò)度地谷值或對于下降沿太大地峰值。過(guò)分地下沖(undershoot)能夠引起假的時(shí)鐘或數據錯誤(誤操作)。
10、什么是振蕩(ringing)?
振蕩(ringing)就是在反復出現過(guò)沖(overshoots)和下沖(undershoots)。信號的振鈴(ringing)和環(huán)繞振蕩(rounding)由線(xiàn)上過(guò)度的電感和電容引起,振鈴屬于欠阻尼狀態(tài)而環(huán)繞振蕩屬于過(guò)阻尼狀態(tài)。信號完整性問(wèn)題通常發(fā)生在周期信號中,如時(shí)鐘等,振蕩和環(huán)繞振蕩同反射一樣也是由多種因素引起的,振蕩可以通過(guò)適當的端接予以減小,但是不可能完全消除。
11、什么是設置時(shí)間(settling time)?
設置時(shí)間(settling time)就是對于一個(gè)振蕩的信號穩定到指定的最終值所需的時(shí)間。
12、什么是管腳到管腳(pin-to-pin)的延時(shí)(delay)
管腳到管腳(pin-to-pin)的延時(shí)(delay)是指在驅動(dòng)器狀態(tài)的改變到接收器狀態(tài)的改變之間的時(shí)間。這些改變通常發(fā)生在給定電壓的50%,最小延時(shí)發(fā)生在當輸出第一個(gè)越過(guò)給定的閥值(threshold),最大延時(shí)發(fā)生在當輸出最后一個(gè)越過(guò)電壓閥值(threshold),測量所有這些情況。
13、什么是偏差(skew)?
信號的偏移(skew)是對于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )到達不同的接收器端之間的時(shí)間偏差。偏移(skew)還被用于在邏輯門(mén)上時(shí)鐘和數據達到的時(shí)間偏差。
14、什么是斜率(slew rate)?
Slew rate就是邊沿斜率(-個(gè)信號的電壓有關(guān)的時(shí)間改變的比率)。I/O的技術(shù)規范(如PCI)狀態(tài)在兩個(gè)電壓之間,這就是斜率(slew rate),它是可以測量的。
15、什么是靜態(tài)線(xiàn)(quiescent line)?
在當前的時(shí)鐘周期內它不出現切換。另外也被稱(chēng)為“stuck-at”線(xiàn)或static線(xiàn)。串擾(crosstalk)能夠引起一個(gè)靜態(tài)線(xiàn)在時(shí)鐘周期內出現切換。
16、什么是假時(shí)鐘(false clocking)?
假時(shí)鐘是指時(shí)鐘越過(guò)閥值(threshold)無(wú)意識的改變了狀態(tài)(有時(shí)在VIL或VIH之間)。通常由過(guò)分的下沖(undershoot)或串擾(crostalk)引起。
17、什么是IBIS?
IBIS 是描述一個(gè)輸入/輸出(I/O)的EIA/ANSI標準。它包括DC(V/I)特性曲線(xiàn),也包括瞬態(tài)(transient)(V/T)特性曲線(xiàn) curves as tables of points。HyperLynx的網(wǎng)頁(yè)(Web site)上有連接到IBIS的主頁(yè),另外還有許多供應商的IBIS模型網(wǎng)頁(yè)。
18、什么是IC 的高低電平切換門(mén)限?
IC 的高低電平切換門(mén)限指的是信號從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)轉換所需的電壓值。當發(fā)生阻尼現象時(shí),信號電平可能會(huì )超過(guò)IC 輸入腳的切換門(mén)限,從而將IC 輸入信號變?yōu)椴淮_定狀態(tài),這會(huì )導致時(shí)鐘出錯或數據的錯誤接收。
19、什么是地電平面反彈噪聲和回流噪聲?
在電路中有大的電流涌動(dòng)時(shí)會(huì )引起地平面反彈噪聲(簡(jiǎn)稱(chēng)為地彈),如大量芯片的輸出同時(shí)開(kāi)啟時(shí),將有一個(gè)較大的瞬態(tài)電流在芯片與板的電源平面流過(guò),芯片封裝與電源平面的電感和電阻會(huì )引發(fā)電源噪聲,這樣會(huì )在真正的地平面(0V)上產(chǎn)生電壓的波動(dòng)和變化,這個(gè)噪聲會(huì )影響其它元器件的動(dòng)作。負載電容的增大、負載電阻的減小、地電感的增大、同時(shí)開(kāi)關(guān)器件數目的增加均會(huì )導致地彈的增大。
由于地電平面(包括電源和地)分割,例如地層被分割為數字地、模擬地、屏蔽地等,當數字信號走到模擬地線(xiàn)區域時(shí),就會(huì )產(chǎn)生地平面回流噪聲。同樣電源層也可能會(huì )被分割為2.5V,3.3V,5V等。所以在多電壓PCB設計中,地電平面的反彈噪聲和回流噪聲需要特別關(guān)心。
20、高頻電路的定義
在數字電路中,是否是高頻電路取決于信號的上升沿和下降沿,而不是信號的頻率。
F=1/(Tr*л),Tr為上升/下降延時(shí)時(shí)間,當F>100MH他(Tr<3.183ns)時(shí)就應該按照高頻電路進(jìn)行考慮,下列情況必須按照高頻規則進(jìn)行設計:
l 系統時(shí)鐘超過(guò)50Hz
l 采用了上升/下降時(shí)間少于5ns的器件
l 數字/模擬混合電路
高頻電路是取決于信號的上升沿和下降沿,而不是信號的頻率,但是不是Tr>100MHz時(shí)才考慮高頻規則進(jìn)行設計,還要看傳輸介質(zhì)而定。通常約定如果線(xiàn)傳播延時(shí)大于1/2數字信號驅動(dòng)端的上升時(shí)間,則認為此類(lèi)信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線(xiàn)效應。信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間,如上升或下降時(shí)間。信號從驅動(dòng)端到接收端經(jīng)過(guò)一段固定的時(shí)間,如果傳輸時(shí)間小于1/2的上升或下降時(shí)間,那么來(lái)自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅動(dòng)端。反之,反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅動(dòng)端。如果反射信號很強,疊加的波形就有可能會(huì )改變邏輯狀態(tài)。
21、什么是長(cháng)線(xiàn)
高速系統中的長(cháng)線(xiàn)(Electrically Long Trace)定義
可以從頻域和時(shí)域兩個(gè)角度來(lái)定義:
1、頻域定義
當線(xiàn)的物理長(cháng)度和相應頻率的波長(cháng)具有可比性的時(shí)候(一般的說(shuō)法是大于1/20波長(cháng)),這樣的trace就叫做Electrically Long Trace,或者transmission line(傳輸線(xiàn))。
2、時(shí)域定義
當信號線(xiàn)的傳輸延遲(propagation delay)大于1/4信號上升時(shí)間(rise time)的時(shí)候,該信號線(xiàn)就應視為傳輸線(xiàn)。
22、什么是微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)
1.微帶線(xiàn)
參考平面(reference plane)只有一個(gè)。有些朋友認為微帶線(xiàn)就是位于PCB表層的傳輸線(xiàn)。這種看法不全面。設想一種情形:一個(gè)多層板的第一和第二層都是信號層,而第三層為地平面,那么在第一和第二層上的傳輸線(xiàn)都叫微帶線(xiàn)。位于第二層的微帶線(xiàn)也叫做掩埋式微帶線(xiàn)(embedded microstrip)。微帶線(xiàn)的阻抗與它的線(xiàn)寬、頻率和它到參考平面的垂直距離有關(guān)。
2.帶狀線(xiàn)
位于兩個(gè)參考平面之間,所以它有兩個(gè)參考平面,阻抗的計算公式與微帶線(xiàn)的也不一樣。當然,帶狀線(xiàn)肯定是位于PCB的內層。
信號完整性(Singnal Integrity)是指一個(gè)信號在電路中產(chǎn)生正確的相應的能力。信號具有良好的信號完整性(Singnal Integrity)是指當在需要的時(shí)候,具有所必須達到的電壓電平數值。主要的信號完整性問(wèn)題包括反射、振蕩、地彈、串擾等。常見(jiàn)信號完整性問(wèn)題及解決方法:
問(wèn)題 可能原因 解決方法 其他解決方法
過(guò)大的上沖 終端阻抗不匹配 終端端接 使用上升時(shí)間緩慢的驅動(dòng)源
直流電壓電平不好 線(xiàn)上負載過(guò)大 以交流負載替換直流負載 在接收端端接,重新布線(xiàn)或檢查地平面
過(guò)大的串擾 線(xiàn)間耦合過(guò)大 使用上升時(shí)間緩慢的發(fā)送驅動(dòng)器 使用能提供更大驅動(dòng)電流的驅動(dòng)源
時(shí)延太大 傳輸線(xiàn)距離太長(cháng) 替換或重新布線(xiàn), 檢查串行端接頭 使用阻抗匹配的驅動(dòng)源, 變更布線(xiàn)策略
振蕩 阻抗不匹配 在發(fā)送端串接阻尼電阻
2、什么是串擾(crosstalk)?
串擾(crosstalk)是指在兩個(gè)不同的電性能之間的相互作用。產(chǎn)生串擾(crosstalk)被稱(chēng)為Aggressor,而另一個(gè)收到干擾的被稱(chēng)為 Victim。通常,一個(gè)網(wǎng)絡(luò )既是Aggressor(入侵者),又是Victim(受害者)。振鈴和地彈都屬于信號完整性問(wèn)題中單信號線(xiàn)的現象(伴有地平面回路),串擾則是由同一PCB板上的兩條信號線(xiàn)與地平面引起的,故也稱(chēng)為三線(xiàn)系統。串擾是兩條信號線(xiàn)之間的耦合,信號線(xiàn)之間的互感和互容引起線(xiàn)上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。PCB板層的參數、信號線(xiàn)間距、驅動(dòng)端和接收端的電氣特性及線(xiàn)端接方式對串擾都有一定的影響。
3、什么是電磁兼容(EMI)?
電磁干擾(Ectromagnetioc Interference),或者電磁兼容性(EMI),是從一個(gè)傳輸線(xiàn)(transmission line)(例如電纜、導線(xiàn)或封裝的管腳)得到的具有天線(xiàn)特性的結果。印制電路板、集成電路和許多電纜發(fā)射并影響電磁兼容性(EMI)的問(wèn)題。FCC定義了對于一定的頻率的最大發(fā)射的水平(例如應用于飛行控制器領(lǐng)域)。
4、在時(shí)域(time domain)和頻域(frequency domain)之間又什么不同?
時(shí)域(time domain)是一個(gè)波形的示波器觀(guān)察,它通常用于找出管腳到管腳的延時(shí)(delays)、偏移(skew)、過(guò)沖(overshoot)、下沖(undershoot)以及設置時(shí)間(setting times)。頻域(frequency domain)是一個(gè)波形的頻譜分析議的觀(guān)察,它通常用于波形與頻譜分析議的觀(guān)察、它通常用于波形與FCC和其他EMI控制限制之間的比較。(有一個(gè)比喻,它就象收音機――你在時(shí)域(time domain)中聽(tīng)見(jiàn),但是你要找到你喜歡的電臺是在頻域(frequency domain)內。)
5、什么是傳輸線(xiàn)(transmission line)?
傳輸線(xiàn)(transmission line)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )(導線(xiàn)),并且它的電流返回的地和電源。電路板上的導線(xiàn)具有電阻、電容和電感等電氣特性。在高頻電路設計中,電路板線(xiàn)路上的電容和電感會(huì )使導線(xiàn)等效于一條傳輸線(xiàn)。傳輸線(xiàn)是所有導體及其接地回路的總和。
6、什么是阻抗(impedance)?
阻抗(Impedance)是傳輸線(xiàn)(transmission line)上輸入電壓對輸入電流地比率值(Z0=V/I)。當一個(gè)源發(fā)出一個(gè)信號到線(xiàn)上,它將阻礙它驅動(dòng),直到2*TD時(shí),源并沒(méi)有看到它地改變,在這里TD時(shí)線(xiàn)的延時(shí)(delay)。
7、什么是反射(reflection)?
反射(reflection)就是在傳輸線(xiàn)(transmission line)上回波(echo)。信號功率(電壓和電流)的一部分傳輸到線(xiàn)上并達到負載處,但是有一部分被反射(reflected)了。如果負載和線(xiàn)具有相同的(impedance),發(fā)射(Reflections)就不會(huì )發(fā)生了。如果負載阻抗小于源阻抗,反射電壓為負,反之,如果負載阻抗大于源阻抗,反射電壓為正。布線(xiàn)的幾何形狀、不正確的線(xiàn)端接、經(jīng)過(guò)連接器的傳輸及電源平面的不連續等因素的變化均會(huì )導致此類(lèi)反射。
8、什么是過(guò)沖(overshoot)?
過(guò)沖(Overshoot)就是第一個(gè)峰值或谷值超過(guò)設定電壓――對于上升沿是指最高電壓而對于下降沿是指最低電壓。下沖(Undershoot)是指下一個(gè)谷值或峰值。過(guò)分的過(guò)沖(overshoot)能夠引起保護二級管工作,導致過(guò)早地失效。
9、什么是下沖(undershoot)(ringback)?
過(guò)沖(Overshoot)是第二個(gè)峰值或谷值超過(guò)設定電壓――對于上升沿過(guò)度地谷值或對于下降沿太大地峰值。過(guò)分地下沖(undershoot)能夠引起假的時(shí)鐘或數據錯誤(誤操作)。
10、什么是振蕩(ringing)?
振蕩(ringing)就是在反復出現過(guò)沖(overshoots)和下沖(undershoots)。信號的振鈴(ringing)和環(huán)繞振蕩(rounding)由線(xiàn)上過(guò)度的電感和電容引起,振鈴屬于欠阻尼狀態(tài)而環(huán)繞振蕩屬于過(guò)阻尼狀態(tài)。信號完整性問(wèn)題通常發(fā)生在周期信號中,如時(shí)鐘等,振蕩和環(huán)繞振蕩同反射一樣也是由多種因素引起的,振蕩可以通過(guò)適當的端接予以減小,但是不可能完全消除。
11、什么是設置時(shí)間(settling time)?
設置時(shí)間(settling time)就是對于一個(gè)振蕩的信號穩定到指定的最終值所需的時(shí)間。
12、什么是管腳到管腳(pin-to-pin)的延時(shí)(delay)
管腳到管腳(pin-to-pin)的延時(shí)(delay)是指在驅動(dòng)器狀態(tài)的改變到接收器狀態(tài)的改變之間的時(shí)間。這些改變通常發(fā)生在給定電壓的50%,最小延時(shí)發(fā)生在當輸出第一個(gè)越過(guò)給定的閥值(threshold),最大延時(shí)發(fā)生在當輸出最后一個(gè)越過(guò)電壓閥值(threshold),測量所有這些情況。
13、什么是偏差(skew)?
信號的偏移(skew)是對于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )到達不同的接收器端之間的時(shí)間偏差。偏移(skew)還被用于在邏輯門(mén)上時(shí)鐘和數據達到的時(shí)間偏差。
14、什么是斜率(slew rate)?
Slew rate就是邊沿斜率(-個(gè)信號的電壓有關(guān)的時(shí)間改變的比率)。I/O的技術(shù)規范(如PCI)狀態(tài)在兩個(gè)電壓之間,這就是斜率(slew rate),它是可以測量的。
15、什么是靜態(tài)線(xiàn)(quiescent line)?
在當前的時(shí)鐘周期內它不出現切換。另外也被稱(chēng)為“stuck-at”線(xiàn)或static線(xiàn)。串擾(crosstalk)能夠引起一個(gè)靜態(tài)線(xiàn)在時(shí)鐘周期內出現切換。
16、什么是假時(shí)鐘(false clocking)?
假時(shí)鐘是指時(shí)鐘越過(guò)閥值(threshold)無(wú)意識的改變了狀態(tài)(有時(shí)在VIL或VIH之間)。通常由過(guò)分的下沖(undershoot)或串擾(crostalk)引起。
17、什么是IBIS?
IBIS 是描述一個(gè)輸入/輸出(I/O)的EIA/ANSI標準。它包括DC(V/I)特性曲線(xiàn),也包括瞬態(tài)(transient)(V/T)特性曲線(xiàn) curves as tables of points。HyperLynx的網(wǎng)頁(yè)(Web site)上有連接到IBIS的主頁(yè),另外還有許多供應商的IBIS模型網(wǎng)頁(yè)。
18、什么是IC 的高低電平切換門(mén)限?
IC 的高低電平切換門(mén)限指的是信號從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)轉換所需的電壓值。當發(fā)生阻尼現象時(shí),信號電平可能會(huì )超過(guò)IC 輸入腳的切換門(mén)限,從而將IC 輸入信號變?yōu)椴淮_定狀態(tài),這會(huì )導致時(shí)鐘出錯或數據的錯誤接收。
19、什么是地電平面反彈噪聲和回流噪聲?
在電路中有大的電流涌動(dòng)時(shí)會(huì )引起地平面反彈噪聲(簡(jiǎn)稱(chēng)為地彈),如大量芯片的輸出同時(shí)開(kāi)啟時(shí),將有一個(gè)較大的瞬態(tài)電流在芯片與板的電源平面流過(guò),芯片封裝與電源平面的電感和電阻會(huì )引發(fā)電源噪聲,這樣會(huì )在真正的地平面(0V)上產(chǎn)生電壓的波動(dòng)和變化,這個(gè)噪聲會(huì )影響其它元器件的動(dòng)作。負載電容的增大、負載電阻的減小、地電感的增大、同時(shí)開(kāi)關(guān)器件數目的增加均會(huì )導致地彈的增大。
由于地電平面(包括電源和地)分割,例如地層被分割為數字地、模擬地、屏蔽地等,當數字信號走到模擬地線(xiàn)區域時(shí),就會(huì )產(chǎn)生地平面回流噪聲。同樣電源層也可能會(huì )被分割為2.5V,3.3V,5V等。所以在多電壓PCB設計中,地電平面的反彈噪聲和回流噪聲需要特別關(guān)心。
20、高頻電路的定義
在數字電路中,是否是高頻電路取決于信號的上升沿和下降沿,而不是信號的頻率。
F=1/(Tr*л),Tr為上升/下降延時(shí)時(shí)間,當F>100MH他(Tr<3.183ns)時(shí)就應該按照高頻電路進(jìn)行考慮,下列情況必須按照高頻規則進(jìn)行設計:
l 系統時(shí)鐘超過(guò)50Hz
l 采用了上升/下降時(shí)間少于5ns的器件
l 數字/模擬混合電路
高頻電路是取決于信號的上升沿和下降沿,而不是信號的頻率,但是不是Tr>100MHz時(shí)才考慮高頻規則進(jìn)行設計,還要看傳輸介質(zhì)而定。通常約定如果線(xiàn)傳播延時(shí)大于1/2數字信號驅動(dòng)端的上升時(shí)間,則認為此類(lèi)信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線(xiàn)效應。信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間,如上升或下降時(shí)間。信號從驅動(dòng)端到接收端經(jīng)過(guò)一段固定的時(shí)間,如果傳輸時(shí)間小于1/2的上升或下降時(shí)間,那么來(lái)自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅動(dòng)端。反之,反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅動(dòng)端。如果反射信號很強,疊加的波形就有可能會(huì )改變邏輯狀態(tài)。
21、什么是長(cháng)線(xiàn)
高速系統中的長(cháng)線(xiàn)(Electrically Long Trace)定義
可以從頻域和時(shí)域兩個(gè)角度來(lái)定義:
1、頻域定義
當線(xiàn)的物理長(cháng)度和相應頻率的波長(cháng)具有可比性的時(shí)候(一般的說(shuō)法是大于1/20波長(cháng)),這樣的trace就叫做Electrically Long Trace,或者transmission line(傳輸線(xiàn))。
2、時(shí)域定義
當信號線(xiàn)的傳輸延遲(propagation delay)大于1/4信號上升時(shí)間(rise time)的時(shí)候,該信號線(xiàn)就應視為傳輸線(xiàn)。
22、什么是微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)
1.微帶線(xiàn)
參考平面(reference plane)只有一個(gè)。有些朋友認為微帶線(xiàn)就是位于PCB表層的傳輸線(xiàn)。這種看法不全面。設想一種情形:一個(gè)多層板的第一和第二層都是信號層,而第三層為地平面,那么在第一和第二層上的傳輸線(xiàn)都叫微帶線(xiàn)。位于第二層的微帶線(xiàn)也叫做掩埋式微帶線(xiàn)(embedded microstrip)。微帶線(xiàn)的阻抗與它的線(xiàn)寬、頻率和它到參考平面的垂直距離有關(guān)。
2.帶狀線(xiàn)
位于兩個(gè)參考平面之間,所以它有兩個(gè)參考平面,阻抗的計算公式與微帶線(xiàn)的也不一樣。當然,帶狀線(xiàn)肯定是位于PCB的內層。
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