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來源: 發(fā)布時間:2020-01-24

合理進行電路建模仿真是較常見的信號完整性解決方法,在高速電路設(shè)計中,仿真分析越來越顯示出優(yōu)越性。它給設(shè)計者以準(zhǔn)確、直觀的設(shè)計結(jié)果,便于及早發(fā)現(xiàn)問題,及時修改,從而縮短設(shè)計時間,降低設(shè)計成本。常用的有3種:SPICE模型,IBIS模型,Verilog-A模型。SPICE是一種功能強大的通用模擬電路仿真器。它由兩部分組成:模型方程式(ModelEquation)和模型參數(shù)(ModelParameters)。由于提供了模型方程式,因而可以把SPICE模型與仿真器的算法非常緊密地連接起來,可以獲得更好的分析效率和分析結(jié)果;IBIS模型是專門用于PCB板級和系統(tǒng)級的數(shù)字信號完整性分析的模型。它采用I/V和V/T表的形式來描述數(shù)字集成電路I/O單元和引腳的特性,IBIS模型的分析精度主要取決于1/V和V/T表的數(shù)據(jù)點數(shù)和數(shù)據(jù)的精確度,與SPICE模型相比,IBIS模型的計算量很小。專業(yè)PCB設(shè)計版圖多少錢?內(nèi)行告訴你,超過這個價你就被坑了!黑龍江pcb大概費用

布線的幾何形狀、不正確的線端接、經(jīng)過連接器的傳輸及電源平面不連續(xù)等因素的變化均會導(dǎo)致此類反射。同步切換噪聲(SSN)當(dāng)PCB板上的眾多數(shù)字信號同步進行切換時(如CPU的數(shù)據(jù)總線、地址總線等),由于電源線和地線上存在阻抗,會產(chǎn)生同步切換噪聲,在地線上還會出現(xiàn)地平面反彈噪聲(地彈)。SSN和地彈的強度也取決于集成電路的I/O特性、PCB板電源層和平面層的阻抗以及高速器件在PCB板上的布局和布線方式。串?dāng)_(Crosstalk)串?dāng)_是兩條信號線之間的耦合,信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。串?dāng)_噪聲源于信號線之間、信號系統(tǒng)和電源分布系統(tǒng)之間、過孔之間的電磁耦合。串繞有可能引起假時鐘,間歇性數(shù)據(jù)錯誤等,對鄰近信號的傳輸質(zhì)量造成影響。實際上,我們并不需要完全消除串繞,只要將其控制在系統(tǒng)所能承受的范圍之內(nèi)就達(dá)到目的。PCB板層的參數(shù)、信號線間距、驅(qū)動端和接收端的電氣特性、基線端接方式對串?dāng)_都有一定的影響。過沖(Overshoot)和下沖(Undershoot)過沖就是前列個峰值或谷值超過設(shè)定電壓,對于上升沿,是指比較高電壓,對于下降沿是指比較低電壓。下沖是指下一個谷值或峰值超過設(shè)定電壓。山西8層pcb大概費用我們不僅能PCB設(shè)計,還能提供電路板打樣,加急24小時交貨!

而是板級設(shè)計中多種因素共同引起的,主要的信號完整性問題包括反射、振鈴、地彈、串?dāng)_等,下面主要介紹串?dāng)_和反射的解決方法。串?dāng)_分析:串?dāng)_是指當(dāng)信號在傳輸線上傳播時,因電磁耦合對相鄰的傳輸線產(chǎn)生不期望的電壓噪聲干擾。過大的串?dāng)_可能引起電路的誤觸發(fā),導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。由于串?dāng)_大小與線間距成反比,與線平行長度成正比。串?dāng)_隨電路負(fù)載的變化而變化,對于相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和布線情況,負(fù)載越大,串?dāng)_越大。串?dāng)_與信號頻率成正比,在數(shù)字電路中,信號的邊沿變化對串?dāng)_的影響比較大,邊沿變化越快,串?dāng)_越大。針對以上這些串?dāng)_的特性,可以歸納為以下幾種減小串?dāng)_的方法:(1)在可能的情況下降低信號沿的變換速率。通過在器件選型的時候,在滿足設(shè)計規(guī)范的同時應(yīng)盡量選擇慢速的器件,并且避免不同種類的信號混合使用,因為快速變換的信號對慢變換的信號有潛在的串?dāng)_危險。(2)容性耦合和感性耦合產(chǎn)生的串?dāng)_隨受干擾線路負(fù)載阻抗的增大而增大,所以減小負(fù)載可以減小耦合干擾的影響。(3)在布線條件許可的情況下,盡量減小相鄰傳輸線間的平行長度或者增大可能發(fā)生容性耦合導(dǎo)線之間的距離,如采用3W原則。

走線間距離間隔必須是單一走線寬度的3倍或兩個走線間的距離間隔必須大于單一走線寬度的2倍)。更有效的做法是在導(dǎo)線間用地線隔離。(4)在相鄰的信號線間插入一根地線也可以有效減小容性串?dāng)_,這根地線需要每1/4波長就接入地層。(5)感性耦合較難壓制,要盡量降低回路數(shù)量,減小回路面積,信號回路避免共用同一段導(dǎo)線。(6)相鄰兩層的信號層走線應(yīng)垂直,盡量避免平行走線,減少層間的串?dāng)_。(7)表層只有一個參考層面,表層布線的耦合比中間層要強,因此,對串?dāng)_比較敏感的信號盡量布在內(nèi)層。(8)通過端接,使傳輸線的遠(yuǎn)端和近端、終端阻抗與傳輸線匹配,可較高減少串?dāng)_和反射干擾。反射分析當(dāng)信號在傳輸線上傳播時,只要遇到了阻抗變化,就會發(fā)生反射,解決反射問題的主要方法是進行終端阻抗匹配。典型的傳輸線端接策略在高速數(shù)字系統(tǒng)中,傳輸線上阻抗不匹配會引起信號反射,減少和消除反射的方法是根據(jù)傳輸線的特性阻抗在其發(fā)送端或接收端進行終端阻抗匹配,從而使源反射系數(shù)或負(fù)載反射系數(shù)為O。傳輸線的長度符合下列的條件應(yīng)使用端接技術(shù):L>tr/2tpd。式中,L為傳輸線長;tr為源端信號上升時間;tpd為傳輸線上每單位長度的負(fù)載傳輸延遲。,專業(yè)從事PCB設(shè)計,pcb線路板生產(chǎn)服務(wù)商,價格便宜,點此查看!

過分的過沖能夠引起保護二極管工作,導(dǎo)致其過早的失效。過分的下沖能夠引起假的時鐘或數(shù)據(jù)錯誤(誤操作)。振蕩(Ringing)和環(huán)繞振蕩(Rounding)振蕩現(xiàn)象是反復(fù)出現(xiàn)過沖和下沖。信號的振蕩即由線上過渡的電感和電容引起的振蕩,屬于欠阻尼狀態(tài),而環(huán)繞振蕩,屬于過阻尼狀態(tài)。振蕩和環(huán)繞振蕩同反射一樣也是由多種因素引起的,振蕩可以通過適當(dāng)?shù)亩私佑枰詼p小,但是不可能完全消除。地電平的反彈噪聲和回流噪聲在電路中有較大的電流涌動時會引起地平面反彈噪聲,如大量芯片的輸出同時開啟時,將有一個較大的瞬態(tài)電流在芯片與板的電源平面流過,芯片封裝與電源平面的電感和電阻會引發(fā)電源噪聲,這樣會在真正的地平面(OV)上產(chǎn)生電壓的波動和變化,這個噪聲會影響其他元件的動作。負(fù)載電容的增大、負(fù)載電阻的減小、地電感的增大、同時開關(guān)器件數(shù)目的增加均會導(dǎo)致地彈的增大。由于地電平面(包括電源和地)分割,例如地層被分割為數(shù)字地、模擬地、屏蔽地等,當(dāng)數(shù)字信號走到模擬地線區(qū)域時,就會生成地平面回流噪聲。同樣,電源層也可能會被分割為V,V,5V等。所以在多電壓PCB設(shè)計中,對地電平面的反彈噪聲和回流噪聲需要特別注意。信號完整性問題不是由某一單一因素引起的。需要專業(yè)PCB設(shè)計與生產(chǎn)的廠家?看這里!價格優(yōu)惠,服務(wù)好!質(zhì)量pcb詢問報價

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即只規(guī)定差分線內(nèi)部而不是不一樣的差分對中間規(guī)定長度匹配。在扇出地區(qū)能夠容許有5mil和10mil的線距。50mil內(nèi)的走線能夠不用參照平面圖。長度匹配應(yīng)挨近信號管腳,而且長度匹配將能根據(jù)小視角彎折設(shè)計方案。圖3PCI-E差分對長度匹配設(shè)計方案為了更好地**小化長度的不匹配,左彎折的總數(shù)應(yīng)當(dāng)盡量的和右彎折的總數(shù)相同。當(dāng)一段環(huán)形線用于和此外一段走線來開展長度匹配,每段長彎曲的長度務(wù)必超過三倍圖形界限。環(huán)形線彎曲一部分和差分線的另一條線的**大間距務(wù)必低于一切正常差分線距的二倍。而且,當(dāng)選用多種彎折走線到一個管腳開展長度匹配時非匹配一部分的長度應(yīng)當(dāng)不大于45mil。(6)PCI-E必須在發(fā)送端和協(xié)調(diào)器中間溝通交流藕合,而且耦合電容一般是緊貼發(fā)送端。差分對2個信號的溝通交流耦合電容務(wù)必有同樣的電容器值,同樣的封裝規(guī)格,而且部位對稱性。假如很有可能得話,傳送對差分線應(yīng)當(dāng)在高層走線。電容器值務(wù)必接近75nF到200nF中間,**好是100nF。強烈推薦應(yīng)用0402的貼片式封裝,0603的封裝也是可接納的,可是不允許應(yīng)用軟件封裝。差分對的2個信號線的電力電容器I/O走線理應(yīng)對稱性的。盡量避免**分離出來匹配,差分對走線分離出來到管腳的的長度也應(yīng)盡可能短。黑龍江pcb大概費用

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