PCB技術 - 信号完全性研究耐電圧性

に デザイン高速のPCB, 作業の大部分は、ノイズ予算を実行し、システムのさまざまなノイズ源によって生成されたノイズレベルを計画することです. これは非常に基本的であるが、非常に重要な概念.

電圧許容値は、ドライバの出力と受信端の入力との間の最悪の感度差を指す。多くのデバイスは入力電圧に敏感です。図は、ドライバ出力と受信機入力電圧との論理的関係を示す。

ドライバ側では、出力端のレベルがVoH minより低く、出力LowレベルがVoltage maxよりも大きくない。入力電圧がVIH−MINとVIL−MAXの間の領域であれば、受信回路により1または0と判定することができる。したがって、入力電圧は、この不確定領域において受信回路には存在しない。ハイレベル出力と入力との関係では、最小出力値と最小許容入力値との差がある。この値はハイレベルの電圧トレランスである。

すなわち、高レベルの電圧トレランス＝Vomin−min . minである。

電圧許容度は、処理回路システムにおける様々な望ましくない要因に対するバッファゾーンを提供し、その結果、システムは、送信および受信プロセスにおける信号歪みをある程度許容することができる。電圧公差はシステム雑音収支設計に重要な役割を果たす。システムの最終的なトータルノイズは、電圧許容値を超えることができない。そうでなければ、信号が受信端の不確実な領域に入るとき、システムは正常に動作しない。

実際のシステムでは信号の劣化や雑音の原因となる不充分な要因が常に存在する。以下の状況でノイズを導入します。

（1）ループインピーダンスの存在により、電圧降下が必然的に発生し、論理素子間の接地電位差が生じる。ゲート回路からの信号は、ローカル接地電位上の固定電位である。送信端の参照電位と受信端との間にオフセットがあれば、受信電位は別の電位になる。

いくつかの論理積のしきい値は温度の関数である。より低い温度のゲートからのより高い温度を有するゲートへの信号伝達は、許容される許容度または負の耐性を有し得る。

急速に変化するリターン信号電流は、接地経路インダクタンスを通って流れ、論理デバイス間の電圧を変化させる。これらの接地電圧差は、上述の直流接地電位差としての受信信号電位に対しても同様の効果を有する。これは知覚的クロストークの一形態である。

隣接するライン上の信号は、相互キャパシタンスまたは相互インダクタンスを介して互いに結合されてよく、特定のラインにクロストークを起こすことがある。クロストークは、予想される受信信号に重畳され、良好な信号を隣接するスイッチング閾値にシフトさせることができる。

リンギング、反射、長線は2値信号の形状を歪めた。送信端と比較して、受信端の変化する信号は、より小さく（またはより大きい）現れる。トレランスは信号歪みに対する耐性を提供する。

最初の2つの状況は、すべての電子システムに存在します。後者は高速システムに特有のものである。これら3つの高速効果は、送信信号の大きさによって変化する。信号電圧（又は電流）が大きいほど、より多くのクロストークが発生し、送信信号が大きくなるほど、リンギング及び反射がより深刻になる。したがって、低速・高速系であっても、ノイズが必然的に導入され、電圧公差によってシステムルームが調整される。