推薦閱讀:
你的位置:首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 正文
如何做好高速PCB信號(hào)流向處理?
發(fā)布時(shí)間:2018-07-07 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】信號(hào)完整性是指信號(hào)在傳輸路徑上的質(zhì)量,即信號(hào)在電路中能以正確的時(shí)序和電壓電平作出響應(yīng)的能力。如果電路設(shè)計(jì)能夠達(dá)到把信號(hào)以規(guī)定的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅值在互連系統(tǒng)中傳輸,就表明該電路具有良好的信號(hào)完整性。信號(hào)完整性問(wèn)題體現(xiàn)在很多方面,當(dāng)信號(hào)上升時(shí)間減小到一定的程度,電路板上的寄生電容和寄生電感開(kāi)始導(dǎo)致一些可能影響電路性能的噪聲信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào)時(shí),就需要考慮信號(hào)的完整性問(wèn)題,它可能會(huì)造成以下問(wèn)題的發(fā)生。
1.延遲:延遲是指信號(hào)在PCB板的傳輸線上以有限的速度傳輸,信號(hào)從發(fā)送端發(fā)出到達(dá)接收端,其間存在一個(gè)傳輸延遲。信號(hào)延遲會(huì)對(duì)系統(tǒng)的時(shí)序產(chǎn)生影響;傳輸延遲主要取決于導(dǎo)線的長(zhǎng)度和導(dǎo)線周圍介質(zhì)的介電常數(shù)。在高速數(shù)字系統(tǒng)中,信號(hào)傳輸線長(zhǎng)度是影響時(shí)鐘脈沖相位差的最直接因素,時(shí)鐘脈沖相位差是指同時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)間不同步。時(shí)鐘脈沖相位差降低了信號(hào)沿到達(dá)的可預(yù)測(cè)性,如果時(shí)鐘脈沖相位差太大,會(huì)在接收端產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)。
2. 反射:反射就是信號(hào)在信號(hào)線上的回波。當(dāng)信號(hào)延遲時(shí)間遠(yuǎn)大于信號(hào)跳變時(shí)間時(shí),信號(hào)線必須當(dāng)作傳輸線。當(dāng)傳輸線的特性阻抗與負(fù)載阻抗不匹配時(shí),信號(hào)功率(電壓或電流)的一部分傳輸?shù)骄€上并到達(dá)負(fù)載處,但是有一部分被反射了。若負(fù)載阻抗小于原阻抗,反射為負(fù);反之,反射為正。布線的幾何形狀、不正確的線端接、經(jīng)過(guò)連接器的傳輸及電源平面不連續(xù)等因素的變化均會(huì)導(dǎo)致此類反射。
3.串?dāng)_:串?dāng)_是兩條信號(hào)線之間的耦合、信號(hào)線之間的互感和互容引起信號(hào)線上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。串?dāng)_噪聲源于信號(hào)線網(wǎng)之間、信號(hào)系統(tǒng)和電源分布系統(tǒng)之間、過(guò)孔之間的電磁耦合。串繞有可能引起假時(shí)鐘、間歇性數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等,對(duì)鄰近信號(hào)的傳輸質(zhì)量造成影響?,F(xiàn)實(shí)中,無(wú)法完全消除串?dāng)_,但可將其控制在系統(tǒng)所能承受的范圍之內(nèi)。PCB板層的參數(shù)、信號(hào)線間距、驅(qū)動(dòng)端和接收端的電氣特性、基線端接方式對(duì)串?dāng)_都有一定的影響。
4.過(guò)沖和下沖:過(guò)沖就是第一個(gè)峰值或谷值超過(guò)設(shè)定電壓,對(duì)于上升沿,是指最高電壓;對(duì)于下降沿,是指最低電壓。下沖是指下一個(gè)谷值或峰值超過(guò)設(shè)定電壓。過(guò)分的過(guò)沖能夠引起保護(hù)二極管工作,導(dǎo)致其過(guò)早的失效。過(guò)分的下沖能夠引起假的時(shí)鐘或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤(誤操作)。
5.振蕩和環(huán)繞振蕩:振蕩現(xiàn)象是反復(fù)出現(xiàn)的過(guò)沖和下沖。信號(hào)的振蕩即是由線上過(guò)渡的電感和電容引起的振蕩,屬于欠阻尼狀態(tài),而環(huán)繞振蕩,屬于過(guò)阻尼狀態(tài)。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(dāng)?shù)亩私佑枰詼p小,但是不可能完全消除。
為了提高高速信號(hào)質(zhì)量,需理解如下三個(gè)重要的電子學(xué)原理:
(1)電流是電子的流動(dòng);
(2)電流只能在閉合的回路中流動(dòng);
(3)電流在閉合回路中是恒定的。
一般來(lái)說(shuō),PCB設(shè)計(jì)者要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力對(duì)信號(hào)線的流動(dòng)路徑進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃,并且處理返回信號(hào),使信號(hào)可以尋找路徑返回。信號(hào)線完整性問(wèn)題的一個(gè)基本原因就是對(duì)信號(hào)回流路徑的控制,在布置好元件的同時(shí)形成回路。
某網(wǎng)友模塊化飛線信號(hào)回路圖如下
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測(cè)試庫(kù)獲得德國(guó)萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無(wú)線開(kāi)發(fā)平臺(tái)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來(lái)更多臺(tái)式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長(zhǎng)的IO-Link市場(chǎng)
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無(wú)線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 數(shù)字驅(qū)動(dòng)工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會(huì)議全公開(kāi)!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開(kāi)啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動(dòng)化雙脈沖測(cè)試
- 揭秘電動(dòng)汽車中直流鏈路電容器的奧秘(上)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開(kāi)關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動(dòng)力電池
動(dòng)力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號(hào)
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號(hào)
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀