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高速电路设计中信号完整性分析

作者:时间:2010-03-04来源:网络收藏

上图中将会出现两个潜在的问题:

a、A 和B两点间地平面需要被连接通过一个低阻抗的通路如果地平面间连接了较大的阻抗,在地平面引脚间将会出现电压倒灌。这就必将会导致所有器件的幅值的失真并且叠加输入噪声。

b、电流回流环的面积应尽可能的小,环路好比天线。通常说话,一种更大环路面积将会增大了环路辐射和传导的机会。每一个者都希望回流电流都可直接沿着线,这样就最小的环路面积。

用大面积接地可以同时解决以上两个问题。大面积接地可以提供所有接地点间小的阻抗,同时允许返回电流尽量直接沿着线返回。

在 PCB设计者中一个常见的错误是在地电层上打过孔和开槽。下图显示了当一条信号线在一个开过槽的地电层上的电流流向。回路电流将被迫绕过开槽,这就必然会产生一个大的环流回路。

通常而言,在地电源平面上是不可以开槽的。然而,在一些不可避免要开槽的场合,PCB 设计者必须首先确定在开槽的区域没有信号回路经过。同样的规则也适用于混合信号电路。

PCB 板中除非用到多个地层。特别是在高性能ADC电路中可以利用分离模拟信号、数字信号及时钟电路的地层有效的减少信号间的干扰。需要再次强调的,在一些不可避免要开槽的场合,PCB设计者必须首先确定在开槽的区域没有信号回路经过。

在带有一个镜像差异的电源层中也应注意层间区域的面积(如下图)。在板卡的边缘存在电源平面层对地平面层的辐射效应。从边沿泄漏的电磁能量将破坏临近的板卡。见下图a。适当的减少电源平面层的面积(见下图b),以至于地平面层在一定的区域内交叠。这将减少电磁泄漏对邻近板卡的影响。


4、信号布线

保证信号最重要的就是信号线的物理布线。PCB设计者经常处在工作压力下,不仅要在尽可能短的时间完成设计,而且还要保证信号的要求。掌握如何平衡可能出现的问题与信号的间距将推动系统设计的进程。电流不能有效处理信号线中的不连续。在下图a

中最容易出现信号不连续的问题。在低速电路中对通常不需要考虑信号的不连续性,而在电路中就必须考虑这个问题。因此,在中与采用下图中b/c

所示的方式,可以有效的保证信号的连续性。

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