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における相互接続と電力線の過渡応答 PCBボード ビットエラーの原因, タイミングジッタ, と他の信号完全性問題. 過渡信号解析を使用して最適回路を設計するのにかかる設計ステップを決定することができます.
簡単な回路の過渡信号解析を手動でチェックし、計算し、過渡応答を時間をかけてプロットすることができる。より複雑な回路は手動で解析するのが難しいかもしれません。代わりに、シミュレータ設計中に一時的な過渡信号解析のためのシミュレータを使用することができます。右のデザインソフトウェアでは、コーディングスキルを必要としない。
形式的には、一次線形または非線形微分方程式（自律的または非自律的）の結合集合として記述することができる回路において過渡現象が発生することがある。過渡応答は、いくつかの方法で決定することができる。
時間不変回路におけるフィードバックのない過渡応答は以下の三つの例の一つである。
過大減衰応答の遅い減衰，振動なし
臨界減衰：高速減衰応答，NO振動
過小減衰：減衰振動応答
回路シミュレーション側では，回路図から過渡信号解析シミュレーションを直接実行できる。これは回路動作の2つの側面を考慮する必要がある。
駆動信号.これは過渡応答を引き起こす入力電圧／電流レベルの変化を定義する。これは、2つの信号レベル（すなわち、スイッチングデジタル信号）、電流入力信号レベルの低下またはスパイク、または駆動信号の任意の他の変化の間に変化を伴うことがある。あなたは正弦波信号または任意の周期波形を使用してドライブを考慮することができます。また、2つのレベルの間の信号スイッチの場合は、限られた上昇時間を考慮することができます。
初期条件。これにより、駆動信号が変動したり、駆動波形がオンした場合の回路の状態を定義する。時刻t＝0において、回路は最初は安定した状態（すなわち、回路において、以前の過渡応答がない）と仮定する。初期条件が指定されないならば、電圧と電流はT = 0でゼロであると思われます。
シミュレーションを実行した後、あなたは信号レベルで正確にどのように異なる変更を参照できるように、入力信号と出力の両方をカバーする出力を提供しています過渡応答を生成します。デジタル信号を切り換える例を以下に示す。この回路では初期条件を指定しないと仮定する。電流の過渡応答は減衰の不十分なために過大なシュートとダウンシュートを示した。つの解決策は、減衰を増加させるためにソースにいくつかの直列抵抗を加えることである。より良い解決策は、回路のインダクタンスを減少させるか、または応答が減衰状態に入るようにキャパシタンスを増加させることである。
過渡信号解析結果の例
過渡信号解析後の回路図とレイアウト
上記の出力は、反射波形シミュレーションで見た場合と同様であり、ポストレイアウトシミュレーションにおいて入射波と反射波を比較する。この場合の違いは、PCBにおける寄生効果を考慮しない回路図で動作していることです。ポストレイアウトシミュレーションでは、寄生化が考慮され、あなたの過渡的な信号解析の結果は、上記のリンギングを減らすためにレイアウトまたはスタックに若干の変更をするようにあなたに通知するかもしれません。
上記の結果が伝送線路のレイアウト後の信号完全性シミュレーションにおいて見られるならば、1つの解は相互接続のループ・インダクタンスを減らして、比例して静電容量を減らすことである。これは、特性インピーダンスを変更することなく回路の減衰を増加させる。これはまた、回路の共振周波数をより高い値に移動させ、リンギング振幅を減少させる。別のオプションは、ドライバを直列に接続することです。
極零点解析
時間領域シミュレーションへの代替アプローチはゼロ極解析を使用することである。この手法は、回路をラプラス領域に取り込み、回路内の極及びゼロを計算する。これにより、過渡信号応答が回路にどのように振る舞うかをすぐに見ることができます。この種のシミュレーションは、過渡信号解析の初期条件を考慮に入れることができるので、結果はより一般的である。ただし、入力波形の振る舞いを明示的に考慮していないため、過渡信号の大きさを直接表示することはできません。
過渡信号解析における安定性と不安定性
ここで注意する1つのものは、フィードバックを含む回路の不安定性の可能性です。典型的な回路では、PCBの回路図とレイアウトをチェックし、安定した過渡信号に遭遇します。上の例は安定した応答を示します。過渡的な振動にもかかわらず、信号は最終的に定常状態に減衰する。強いフィードバックを持つ回路では，過渡振動が不安定になり，時間とともに成長する。
増幅器は、熱的変動または強いアンダーハンダ応答が、強いフィードバックの存在下で不安定で飽和するように増幅器の応答を駆動する周知の条件である。飽和非線形時間不変回路は最終的にこの不安定振幅を一定レベルに安定化させる。
過渡信号解析では、時間ドメインで不安定性を簡単に見つけることができますこれは出力の指数関数的増加を伴うアンダーダンピング状態で生じる。ゼロ極解析では，実数部は正である。
