信號完整性分析.ppt

1、電磁兼容與印刷電路板理論設(shè)計與布線導(dǎo)論(信號完整性分析)，肯2010/10，保密，2，高速信號與信號完整性影響信號完整性的印刷電路板因素印刷電路板布線端子參考，4，高速信號與信號完整性，“信號”是一個使用非常廣泛的術(shù)語。從信息論的角度來看，信號是信息的物理體現(xiàn)，或者說信號是信息的載體。廣義地說，信號被定義為隨時間(和位置)變化的物理量。模擬信號：時間和振幅都是連續(xù)的物理量。數(shù)字信號：時間和振幅都是離散的物理量。5、高速信號和信號完整性，一般高速數(shù)字系統(tǒng)包括兩個定義：第一，系統(tǒng)頻率高(達到或超過50mHz)；其次，系統(tǒng)中信號的邊沿(上升沿/下降沿)變化很快(信號線中的傳播延遲大于信號驅(qū)動端上升時

2、間的1/4)；信號完整性):信號在電路中以正確的時序和電壓做出響應(yīng)的能力；6、高速信號和信號完整性，在信號完整性數(shù)字系統(tǒng)的多層板信號線中，當(dāng)信號傳輸發(fā)生時，它可以假設(shè)為一根軟管，將水送到水花中，其一端用手加壓放出水柱，另一端與水龍頭相連。當(dāng)持管處施加的壓力剛好使水柱的射程正確落在目標(biāo)區(qū)域時，施者和受者都很高興，成功地完成了任務(wù)。這難道不是一個小小的成就嗎？7、高速信號和信號完整性，信號完整性然而，一旦注水太遠，不僅會飛越目標(biāo)而浪費水資源，還會由于強大的水壓而無處發(fā)泄，從而使軟管由于反彈到源頭而從水龍頭中掙脫出來！這項任務(wù)不僅失敗了，而且還造成了挫折。里面全是豆花！8、高速信號和信號的完整性，信

3、號的完整性，相反，當(dāng)握力不足和范圍過近時，仍然不能獲得理想的結(jié)果。太多不是你想要的。只有當(dāng)它恰到好處時，你才能快樂。9，高速信號和信號完整性，信號完整性以上簡單的生活細節(jié)可以用來說明信號在多層傳輸線路上的快速傳輸。此時，傳輸線可視為軟管，施加在管道固定處的壓力就像通過板上的接收端元件與Gnd并聯(lián)的電阻。10、高速信號和信號完整性，什么是特征阻抗？當(dāng)某個信號方波隨著傳輸線組件的信號線中的高電平正壓信號前進時，理論上，由電場感應(yīng)的負壓信號將隨著它前進到最近的參考層(例如接地層)(其等于正壓信號的反向回歸路徑)，從而完成積分回路系統(tǒng)。如果信號的飛行時間很短并且在其向前運動期間被凍結(jié)，則可以想象來自信

4、號線電介質(zhì)層和參考層的瞬時阻抗值等。稱為特征阻抗。11，高速信號和信號完整性，阻抗匹配不良的后果，12，高速信號和信號完整性，影響信號完整性的因素：芯片互連芯片封裝印刷電路板布線通道焊盤通過信號本身的電特性，13，印刷電路板影響信號完整性的因素，傳輸線基本特性電參數(shù)分布在它所占據(jù)的所有空間，信號傳輸需要時間。傳輸線的長度直接影響信號特性，或者在傳輸過程中會使信號失真。信號不僅是時間(t)的函數(shù)，而且還與信號所處的位置(z)相關(guān)，也就是說，信號是時間(t)和位置(z)的函數(shù)。14、影響信號完整性的印刷電路板因素，傳輸線的分類帶狀線置于兩個電源層之間，信號線被屏蔽，因此最好控制傳輸線的特性阻抗。(

5、低速或敏感信號)微帶線通常將信號線置于外層。(高速或無干擾信號)，15。印刷電路板影響信號完整性，微帶線與帶狀線相比，16。印刷電路板影響信號完整性，典型信號完整性分析理想和實際波形理想數(shù)字信號實際數(shù)字信號，17。印刷電路板影響信號完整性?；趥鬏斁€理論，可以得出傳輸線對整個系統(tǒng)有以下影響：反射信號(過沖、欠沖、振鈴等)。)延遲和定時誤差，多次超過邏輯電平閾值，過沖和欠沖串?dāng)_(相鄰信號干擾)，信號非單調(diào)變化(假時鐘，數(shù)據(jù)錯誤)，電磁輻射，18，印刷電路板影響信號完整性的因素，反射信號信號反射是信號完整性的基本問題之一。在高速系統(tǒng)中，反射噪聲可能導(dǎo)致延遲、過沖/欠沖和振鈴。最根本的原因是信號傳輸

6、路徑的不連續(xù)性，這可能導(dǎo)致信號源驅(qū)動時信號幅度加倍。19，印刷電路板影響信號完整性系數(shù)，反射原因當(dāng)驅(qū)動器將信號施加到傳輸線時，初始電壓、源電阻和線路阻抗之間的關(guān)系如下：20，印刷電路板影響信號完整性系數(shù)，反射原因此時，如果傳輸線末端連接有阻抗，并且該阻抗與傳輸線阻抗完全匹配，則輸入信號將被端接到地。如果傳輸線的終端不與傳輸線的特征阻抗相連，部分信號將接地，其余信號將傳輸?shù)絺鬏斁€并返回信號源。反射量由以下反射系數(shù)決定：21。印刷電路板影響信號完整性因素。消除反射的方法減少和消除反射的方法是根據(jù)傳輸線的特性阻抗匹配接收端或發(fā)送端的阻抗。從本質(zhì)上講，減少反射的負面影響有三種方法：降低系統(tǒng)頻率，使傳輸

7、線的反射在另一個信號加入傳輸線之前穩(wěn)定(這與發(fā)展趨勢相矛盾)；縮短印刷電路板布線，使反射在短時間內(nèi)穩(wěn)定(這在復(fù)雜系統(tǒng)中很難實現(xiàn))；通過阻抗匹配消除反射；22、印刷電路板布線終端，根據(jù)阻抗匹配的位置，有兩種終端策略：源阻抗匹配通常采用源端串聯(lián)電阻的方法來制作驅(qū)動器的輸出阻抗。然而，在實踐中，有許多變量會動態(tài)影響緩沖器的輸出阻抗，例如硅制造工藝、溫度、電壓等。這使得很難在緩沖器和線路阻抗之間獲得良好的匹配。23、印刷電路板接線端子，端子阻抗匹配并聯(lián)端接主要是盡可能靠近負載端子加上下拉電阻R，而電阻的另一端與參考源接地并等于傳輸線的特征阻抗。缺點是需要大的驅(qū)動電流。24，印刷電路板走線端子，端子阻抗匹配戴維寧端子由連接到電源的上拉電阻R1和連接到地的下拉電阻R2組成，后者吸收通過R1和R2的反射。缺點是DC耗電量大。25、印刷電路板接線端子，端子阻抗匹配并聯(lián)鋼筋混凝土網(wǎng)絡(luò)終端并聯(lián)鋼筋混凝土網(wǎng)絡(luò)端子是負載端子上的并聯(lián)電阻和隔離電容。隔離電容可防止傳輸路徑上的DC電流，從而降低功耗。電阻R必須與傳輸線的特性阻抗相匹配，以消除反射。26、印刷電路板走線端子、端子阻抗匹配、27、印刷電路板走線端子、端子阻抗匹配二極管網(wǎng)絡(luò)匹配適用于未知線路特性阻抗的情況。肖特基二極管VD1和VD2將嵌入高于Vcc Vf和低于-Vf的電壓，這可以在一定程度上改善過沖和欠沖，但不能消除