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PCB印刷電路板設計高頻布線的技巧

時間:2019-01-14 13:28:06來源:不詳 作者:admin 點擊:
(1)高頻電路往往集成度較高,布線密度大,采用多層板既是布線所必須的,也是降低干擾的有效手段。(2)高速電路器件管腳間的引線彎折越少越好。高頻電路布線的引線最好采

什么是串擾(crosstalk)?

串擾是兩條信號線之間的耦合,信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發耦合電流,而感性耦合引發耦合電壓。PCB板層的參數、信號線間距、驅動端和接收端的電氣特性及線端接方式對串擾都有一定的影響。

什么是過沖(overshoot)和下沖(undershoot)?

過沖就是第一個峰值或谷值超過設定電壓——對于上升沿是指最高電壓而對于下降沿是指最低電壓。下沖是指下一個谷值或峰值。過分的過沖能夠引起保護二極管工作,導致過早地失效。過分的下沖能夠引起假的時鐘或數據錯誤(誤操作)。

什么是振蕩(ringing)和 環繞振蕩(rounding)?

振蕩的現象是反復出現過沖和下沖。信號的振蕩和環繞振蕩由線上過度的電感和電容引起,振蕩屬于欠阻尼狀態而環繞振蕩屬于過阻尼狀態。信號完整性問題通常發生在周期信號中,如時鐘等,振蕩和環繞振蕩同反射一樣也是由多種因素引起的,振蕩可以通過適當的端接予以減小,但是不可能完全消除。

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時會引起地平面反彈噪聲(簡稱為地彈),如大量芯片的輸出同時開啟時,將有一個較大的瞬態電流在芯片與板的電源平面流過,芯片封裝與電源平面的電感和電阻會引發電源噪聲,這樣會在真正的地平面(0V)上產生電壓的波動和變化,這個噪聲會影響其他元器件的動作。負載電容的增大、負載電阻的減小、地電感的增大、同時開關器件數目的增加均會導致地彈的增大。

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區域時,就會產生地平面回流噪聲。同樣電源層也可能會被分割為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心。

在時域(TIme domain)和頻域(frequency domain)之間有什么不同?

時域(TIme domain)是以時間為基準的電壓或電流的變化的過程,可以用示波器觀察到。它通常用于找出管腳到管腳的延時(delays)、偏移(skew)、過沖(overshoot)、下沖(undershoot)以及建立時間(settling TImes)。

頻域(frequency domain)是以頻率為基準的電壓或電流的變化的過程,可以用頻譜分析儀觀察到。它通常用于波形與FCC和其他EMI控制限制之間的比較。

什么是阻抗(impedance)?

阻抗是傳輸線上輸入電壓對輸入電流的比值(Z0=V/I)。當一個源送出一個信號到線上,它將阻礙它驅動,直到2*TD時,源并沒有看到它的改變,在這里TD是線的延時(delay)。

什么是建立時間(settling time)?

建立時間就是對于一個振蕩的信號穩定到指定的最終值所需要的時間。

什么是管腳到管腳(pin-to-pin)的延時(delay)?

管腳到管腳延時是指在驅動器端狀態的改變到接收器端狀態的改變之間的時間。這些改變通常發生在給定電壓的50%,最小延時發生在當輸出第一個越過給定的閾值(threshold),最大延時發生在當輸出最后一個越過電壓閾值(threshold),測量所有這些情況。

什么是偏移(skew)?

信號的偏移是對于同一個網絡到達不同的接收器端之間的時間偏差。偏移還被用于在邏輯門上時鐘和數據達到的時間偏差。

什么是斜率(slew rate)?

Slew rate就是邊沿斜率(一個信號的電壓有關的時間改變的比率)。I/O 的技術規范 (如PCI)狀態在兩個電壓之間,這就是斜率(slew rate),它是可以測量的。

什么是靜態線(quiescent line)?

在當前的時鐘周期內它不出現切換。另外也被稱為 “stuck-at” 線或static線。串擾(Crosstalk)能夠引起一個靜態線在時鐘周期內出現切換。

什么是假時鐘(false clocking)?

假時鐘是指時鐘越過閾值(threshold)無意識地改變了狀態(有時在VIL 或VIH之間)。通常由于過分的下沖(undershoot)或串擾(crosstalk)引起。

什么是IBIS模型?

IBIS(Input/Output Buffer Information Specification)模型是一種基于V/I曲線的對I/O BUFFER快速準確建模的方法,是反映芯片驅動和接收電氣特性的一種國際標準,它提供一種標準的文件格式來記錄如驅動源輸出阻抗、上升/下降時間及輸入負載等參數,非常適合做振蕩和串擾等高頻效應的計算與仿真。

IBIS本身只是一種文件格式,它說明在一標準的IBIS文件中如何記錄一個芯片的驅動器和接收器的不同參數,但并不說明這些被記錄的參數如何使用,這些參數需要由使用IBIS模型的仿真工具來讀取。欲使用IBIS進行實際的仿真,需要先完成以下四件工作。

(1)獲取有關芯片驅動器和接收器的原始信息源;

(2)獲取一種將原始數據轉換為IBIS格式的方法;

(3)提供用于仿真的可被計算機識別的布局布線信息;容-源-電-子-網-為你提供技術支持

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