對反射信號的研究及在PCB板上的用途

發表時間:2020-10-01 09:02:21 人氣:426

如果一根走線沒有被正確終結(終端匹配),那么來自于驅動端的信號脈沖在接收端被反射,從而引發不預期效應,使信號輪廓失真。當失真變形非常顯著時可導致多種錯誤,引起設計失敗。同時,失真變形的信號對噪聲的敏感性增加了,也會引起設計失敗。如果上述情況沒有被足夠考慮,EMI將顯著增加,這就不單單影響自身設計結果,還會造成整個系統的失敗。

反射信號產生的主要原因:過長的走線;未被匹配終結的傳輸線,過量電容或電感以及阻抗失配。

5.2 延時和時序錯誤

信號延時和時序錯誤表現為:信號在邏輯電平的高與低門限之間變化時保持一段時間信號不跳變。過多的信號延時可能導致時序錯誤和器件功能的混亂。

通常在有多個接收端時會出現問題。電路設計師必須確定最壞情況下的時間延時以確保設計的正確性。信號延時產生的原因:驅動過載,走線過長。

5.3 多次跨越邏輯電平門限錯誤

信號在跳變的過程中可能多次跨越邏輯電平門限從而導致這一類型的錯誤。多次跨越邏輯電平門限錯誤是信號振蕩的一種特殊的形式,即信號的振蕩發生在邏輯電平門限附近,多次跨越邏輯電平門限會導致邏輯功能紊亂。反射信號產生的原因:過長的走線,未被終結的傳輸線,過量電容或電感以及阻抗失配。

5.4 過沖與下沖

過沖與下沖來源于走線過長或者信號變化太快兩方面的原因。雖然大多數元件接收端有輸入保護二極管保護,但有時這些過沖電平會遠遠超過元件電源電壓范圍,損壞元器件。

5.5 串擾

串擾表現為在一根信號線上有信號通過時,在PCB板上與之相鄰的信號線上就會感應出相關的信號,我們稱之為串擾。

信號線距離地線越近,線間距越大,產生的串擾信號越小。異步信號和時鐘信號更容易產生串擾。因此解串擾的方法是移開發生串擾的信號或屏蔽被嚴重干擾的信號。

5.6 電磁輻射

EMI(Electro-Magnetic Interference)即電磁干擾,產生的問題包含過量的電磁輻射及對電磁輻射的敏感性兩方面。EMI表現為當數字系統加電運行時,會對周圍環境輻射電磁波,從而干擾周圍環境中電子設備的正常工作。它產生的主要原因是電路工作頻率太高以及布局布線不合理。目前已有進行 EMI仿真的軟件工具,但EMI仿真器都很昂貴,仿真參數和邊界條件設置又很困難,這將直接影響仿真結果的準確性和實用性。最通常的做法是將控制EMI的各項設計規則應用在設計的每一環節,實現在設計各環節上的規則驅動和控制。所有這些都需要靠經驗來實現。實際上,在高速電路設計方面,有很多基礎理論都存在

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