Teknik PCB - kajian integriti isyarat: apa integriti isyarat?

Jika anda mendapati bahawa pengalaman desain yang dikumpulkan dalam era kelajuan rendah terdahulu tidak kelihatan berfungsi lagi, desain yang sama digunakan untuk tidak ada masalah, tetapi sekarang ia tidak boleh bekerja, maka selamat, anda telah menghadapi masalah paling utama dalam desain perkakasan: integriti isyarat. Gembira bertemu dengan kamu suatu hari sebelumnya.

Dalam era kelajuan rendah yang lalu, masa meningkat isyarat semasa peralihan aras adalah relatif panjang, biasanya beberapa n. Garis sambungan antara peranti tidak akan mempengaruhi fungsi sirkuit, dan tidak perlu peduli tentang masalah integriti isyarat. Tetapi pada zaman kelajuan tinggi hari ini, dengan peningkatan kelajuan pertukaran output IC, ramai berada di aras pikosekund. Walaupun masa isyarat, hampir semua rancangan telah menghadapi masalah integriti isyarat. Selain itu, mengejar konsumsi tenaga rendah membuat tenaga inti lebih rendah dan lebih rendah, dan tenaga inti 1.2v sudah sangat umum. Oleh itu, margin bunyi yang sistem boleh tolak semakin kecil dan semakin kecil, yang juga membuat masalah integriti isyarat lebih terkenal.

Secara lebar, integriti isyarat merujuk kepada semua masalah disebabkan oleh garis sambungan dalam rancangan sirkuit. Ia terutama mempelajari bagaimana parameter karakteristik elektrik garis sambungan berinteraksi dengan tekanan dan bentuk gelombang semasa isyarat digital untuk mempengaruhi prestasi produk. Keutamanya terdapat dalam kesan pada masa, bunyi isyarat, refleksi isyarat, percakapan salib dekat-akhir, percakapan salib-akhir jauh, bertukar bunyi, bukan-monotoniti, lompatan tanah, lompatan kuasa, perlawanan, muatan kapasitif, radiasi elektromagnetik, gangguan elektromagnetik, dll.

Aras masalah integriti isyarat berada dalam pengurangan masa naik isyarat. Walaupun topologi kawat tidak berubah, jika cip IC dengan masa naik isyarat kecil digunakan, rancangan yang wujud akan berada dalam keadaan kritik atau berhenti berfungsi.

Mari kita bercakap tentang beberapa masalah integriti isyarat umum.

refleksi:

Figure 1 menunjukkan kerosakan bentuk gelombang disebabkan oleh refleksi isyarat. Nampak macam bunyi. Keluarkan papan sirkuit yang and a buat dan ukur pelbagai isyarat, seperti output jam atau output garis data kelajuan tinggi, untuk melihat jika ada bentuk gelombang seperti itu. Jika demikian, maka anda perlu mempunyai pemahaman perceptif tentang masalah integriti isyarat. Ya, ini masalah integriti isyarat.

Banyak jurutera perkakasan akan menyambungkan resistor kecil dalam siri ke isyarat output jam. Dan (sebaliknya) kebanyakan dari mereka tidak mengetahui (hakikat yang sebenarnya) mengenai Al-Quran itu, dan mereka akan mengatakan bahawa ada banyak rancangan-rancangan yang dewasa, dan mereka akan mengikutinya. Mungkin anda tahu, tetapi ia benar bahawa ramai orang tidak boleh memberitahu fungsi resistor kecil ini, termasuk banyak jurutera perkakasan dengan tiga atau empat tahun pengalaman. Adakah mereka terkejut? Tapi ini benar. Saya telah bertemu banyak. Bahkan, fungsi penentang kecil ini adalah untuk menyelesaikan masalah refleksi isyarat. Dan semasa perlawanan meningkat, bunyi akan hilang, tetapi anda akan mendapati bahawa pinggir naik isyarat tidak lagi begitu tajam. Solusi ini dipanggil sepadan impedance. Oh, ya, awak mesti perhatikan pertandingan impedance. Impedan memegang kedudukan yang sangat penting dalam masalah integriti isyarat.

Crosstalk:

Jika anda cukup berhati-hati, anda akan mendapati bahawa kadang-kadang untuk garis isyarat tertentu, tiada isyarat output dalam terma fungsi, tetapi apabila mengukur, akan ada bentuk gelombang biasa dengan amplitud kecil, sama seperti terdapat output isyarat. Pada masa ini, anda mengukur garis isyarat disebelahnya untuk melihat jika ada corak yang sama! Ya, jika dua garis isyarat dekat bersama, ia biasanya akan. Ini adalah crosstalk. Sudah tentu, bentuk gelombang pada garis isyarat yang terpengaruh oleh percakapan salib tidak perlu sama dengan bentuk gelombang isyarat tetangga, dan tidak perlu mempunyai peraturan yang jelas, dan ia lebih dalam bentuk bunyi. Crosstalk sentiasa sakit kepala di papan sirkuit ketinggian hari ini. Sebab ruang kawat kecil, isyarat mesti sangat dekat, jadi anda perlu menghadapinya. Ia hanya boleh dikawal tetapi tidak boleh dibuang. Untuk garis isyarat yang subjek perbualan salib, gangguan dari isyarat sebelah sama dengan bunyi padanya.

Ukuran perbualan salib berkaitan dengan banyak faktor di papan sirkuit, bukan hanya kerana jarak antara dua garis isyarat. Sudah tentu, jarak adalah kaedah yang paling mudah untuk dikawal dan kaedah yang paling biasa digunakan untuk menyelesaikan percakapan salib, tetapi ia bukan satu-satunya kaedah. Ini juga sesuatu yang banyak jurutera salah faham. Untuk perbincangan yang lebih mendalam, saya akan terus memperkenalkan mereka dalam artikel berikutnya.

Rentetan trek:

Bunyi tidak hanya wujud dalam rangkaian isyarat, tetapi juga dalam sistem distribusi kuasa. Kami tahu bahawa terdapat kemudahan dalam laluan arus mengalir antara bekalan kuasa dan tanah, kecuali and a boleh membuat segala-galanya di papan sirkuit menjadi superkonduktor. Kemudian, apabila semasa berubah, tekanan akan terus berlaku. Oleh itu, tekanan yang sebenarnya dihantar ke pins bekalan kuasa cip akan menurun, kadang-kadang besar, sama seperti tekanan tiba-tiba runtuh, iaitu kerosakan kereta api. Kerosakan trek kadang-kadang boleh menyebabkan masalah fatal, yang mungkin mempengaruhi fungsi papan sirkuit anda. Bilangan pintu terpasang pemproses prestasi tinggi meningkat, kelajuan penukaran semakin cepat dan cepat, semakin banyak semasa penukaran semakin dikonsumsi dalam masa yang singkat, dan bunyi yang boleh diterima semakin kecil dan semakin kecil. Tetapi pada masa yang sama, ia semakin sukar untuk mengawal bunyi. Kerana keperluan yang diperlukan oleh pemproses prestasi tinggi pada sistem bekalan kuasa, ia semakin sukar untuk membina sistem pengedaran kuasa yang lebih rendah. Anda mungkin telah melihat bahawa ia adalah impedance lagi. Memahami penghalang adalah kunci untuk memahami isu integriti isyarat.

Masalah integriti isyarat melibatkan julat luas aspek, ini hanya perkenalan singkat kepada beberapa fenomena, saya harap artikel ini akan memberikan anda pemahaman awal integriti isyarat. Integriti isyarat akan menjadi kursus yang diperlukan untuk setiap jurutera perkakasan. Hubungi suatu hari lebih awal dan beri manfaat suatu hari lebih awal.