Технология PCB - понимание решения проблемы целостности сигнала печатная плата

Проблема целостности сигнала не вызвана одним фактором, Но это связано с множеством факторов в дизайне печатная плата.Основные проблемы целостности сигналов, включая отражение,Звонок,прыжок с земли,Переходные звуки,сорт.Ниже представлены решения для интерференции и отражения.

фазовая дробь

последовательные помехи это помехи от напряжения, возникающие при распространении сигнала на линии передачи, из за электромагнитной связи на соседние линии передачи. слишком много последовательных помех может вызвать сбой в цепи и вызвать сбой в работе системы.

Поскольку последовательные помехи обратно пропорциональны расстоянию проводов,они прямо пропорциональны параллельной длине линии.последовательное возмущение изменяется в зависимости от нагрузки цепи.для той же топологии и проводов,чем больше нагрузка,тем больше помехи.последовательное возмущение прямо пропорционально частоте сигнала.в цифровых схемах наиболее сильное влияние на последовательное возмущение оказывает изменение края сигнала.И чем быстрее границы меняются, тем больше интриги.

с учетом вышеприведенных характеристик соучастия можно подытожить следующие методы сокращения масштабов соучастия:

1)Минимизировать скорость преобразования края сигнала.Выбор устройства, при условии соблюдения норм проектирования,По возможности следует выбирать медленное оборудование,Следует избегать смешивания различных типов сигналов,Потому что быстро меняющиеся сигналы могут создавать помехи для медленно меняющихся сигналов.

2) взаимные помехи, вызванные емкостной связью и индуктивной связью, увеличиваются по мере увеличения сопротивлений нагрузки интерференционной линии, и таким образом, уменьшение нагрузки уменьшает влияние связанных помех.

3)Когда позволяют условия подключения,сводить к минимуму расстояние между параллельными линиями передачи по соседству или увеличить расстояние между связанными конденсаторами линиями, Например, применяется принцип 3W (расстояние между проводами должно быть в три раза больше ширины одного провода, или расстояние между двумя следами должно быть в два раза больше ширины одного следа). более эффективный способ изолировать провод от заземления.

4) прокладка заземленной линии между соседними линиями сигналов PCB также может эффективно способствовать снижению емкостных помех. заземление осуществляется каждые 1/4 длины волны.

5) индуктивная связь трудно подавлять, поэтому свести к минимуму количество контуров, уменьшить площадь контуров и избежать использования одного и того же провода в сигнальном контуре.

6) линия следа соседнего слоя должна быть перпендикулярной,стараясь избегать параллельных линий, с тем чтобы свести к минимуму интерференцию между слоями.

7) в поверхностном слое имеется лишь один справочный слой,и проводки в поверхностном слое имеют более высокую связь, чем промежуточные слои.Поэтому сигналы, более чувствительные к последовательному вмешательству, должны,насколько это возможно, помещаться на внутренний слой.

8) с помощью терминала,удаленные и близкие концы линии передачи, а также оконечное сопротивление, соответствующее линии передачи,могут значительно сократить помехи, связанные с сопротивлением и отражением.

анализ отражения

Когда сигнал распространяется по линии передачи,при условии изменения сопротивления,Будет рефлекс.главный способ решения проблемы отражения согласование оконечного импеданса.

типичная стратегия завершения линии передачи

в высокоскоростной цифровой системе,Расставание сопротивлений на линии передачи приведет к отражению сигнала.способ уменьшения и устранения отражений основан на характеристическом сопротивлении передающей линии в конце эмиттера или в конце приёма.Таким образом,коэффициент отражения от источника или нагрузки составляет.Если длина линии электропередач соответствует следующим условиям,использовать технологию терминала:

в формуле L длина линии передачи; Tr время нарастания исходного сигнала;Tpd задержка передачи нагрузки на одну единицу длины линии передачи.

Конец PCB передача схема обычно использует две стратегии: согласование импедансов нагрузки с импедансом линии передачи,Это параллельный стык согласование импедансов питания с импедансом линии передачи, Это  последовательный конец.

1)Параллельное соединение

параллельные концы соединены главным образом для того, чтобы обеспечить соответствие оконечного импеданса верхнему или нижнему сопротивлению как можно ближе к концу нагрузки.в зависимости от среды приложения параллельные терминалы можно разделить на несколько типов,как показано на рисунке.

2) прекращение последовательности

последовательный концевой соединение осуществляется путем вставки резистора в передающую линию как можно ближе к питанию.. последовательный замыкание в конце для согласования сопротивлений источника сигнала.вносимое сопротивление последовательного резистора плюс выходное сопротивление привода должно быть больше или равно сопротивлению линии передачи.

Эта стратегия подавляет отражённые сигналы нагрузки (входное высокое сопротивление на конце нагрузки,а не поглощает энергию) путем установки коэффициента отражения в конце источника на нуль, а затем на конец нагрузки.

технология торцевания различных технологических установок

Технические решения для согласования сопротивлений и концевых соединений изменяются в зависимости от длины соединения и серии логических устройств в цепи. Эффективно уменьшить отражение сигнала можно с помощью правильного и правильного метода прекращения.

в целом для источника технологических драйверов CMOS,его выходное импедансное значение относительно стабильное, близкое к импедансу линии передачи,и поэтому применение технологии последовательного стыка в устройствах CMOS позволит получить более эффективные результаты; когда процесс TTL является движущим истоком, выходное сопротивление отличается,когда выходная логика является высокой и низкой.

при этом лучше использовать параллельный вариант завершения программы David Nan; оборудование ECL обычно имеет очень низкий выходной импеданс. Таким образом,для поглощения энергии в цепи ECL необходимо использовать нижний конечный резистор в конце приемной цепи ECL.универсальный терминал.

Разумеется,вышеупомянутый подход не является абсолютным.различия в конкретных схемах,выбор топологии сети и количество нагрузок на принимающем конце являются факторами, которые могут повлиять на стратегию терминала.Поэтому при реализации схем замыкания на конце цепи в высокоскоростных схемах необходимо выбрать соответствующий вариант стыка в зависимости от обстоятельств,чтобы получить оптимальный конечный эффект.

Анализ и моделирование целостности сигналов

оптимальное моделирование и имитация схем являются наиболее распространенным решением для полноты сигналов. при проектировании высокоскоростных схем, эмуляционный анализ показывает все больше и больше преимуществ.Это дает дизайнерам точные и интуитивные результаты проектирования,своевременно исправлять ошибки,Это сокращает время проектирования и снижает затраты на проектирование.Существует три модели общего применения:модель Пряности,Модель IBIS, модель Verilog A.

SPICE это мощный универсальный Имитатор аналоговых схем. Она состоит из двух частей: уравнение модели и параметры модели.

В связи с предоставлением уравнений модели,модель SPICE тесно связана с алгоритмом имитатора, более эффективный анализ эффективности и результатов; модель IBIS предназначена для анализа целостности цифровых сигналов уровня PCB и системного уровня.

Он использует таблицы I / V и V / T для описания характеристик элементов и зажимов цифровой интегральной схемы I / O. точность анализа модели IBIS зависит главным образом от количества точек данных и точности данных, содержащихся в таблицах 1 / V и V / T.по сравнению с моделью Пряности расчеты по модели IBIS были меньшими.

аналоговая проверка

Примерная схема асинхронного приемопередатчика для отображения результатов.в искусственной среде, Сигнал возбуждения установлен на 50 наносекунд, питание установлено как 5V, Другие параметры по умолчанию. 

Эмуляция клавиш U3-5 RTSB. Моделирование показано на рисунке 3:

кривая а представляет собой форму сигнала перед окончанием, серьезное отражение видимого сигнала; кривые b и c представляют собой формы сигнала, отличающиеся по значению сопротивлений на конце заземления; кривая d Представляет собой форму сигнала после прекращения Дейви Нана. как видно из диаграммы, прекращение резистора в основном устраняет отражение. недостаток в том, что резистор заземления в конце заземления может привести к понижению напряжения высокого уровня заземления, а резистор подключения в конце источника может привести к повышению уровня питания.

развитие микроэлектронной технологии, Расширяется использование высокоскоростного оборудования и проектирование высокоскоростных цифровых систем. скорость системных данных, Скорость часов и плотность печатных плат непрерывно увеличиваться, Растут требования к дизайну печатных плат панелей. Это проблема целостности сигнала.

Убедитесь, что PCB обладает хорошей целостностью сигнала,необходимость интеграции различных факторов воздействия,Разумное расположение и маршрут,Таким образом, повысить производительность продукции.