时系统中PCB板级信号完整性分析与仿真.pdf

万方数据鹤夕。丽高速实时系统中寮缎藕磐暾苑治鲇敕抡曹小秋刘李明曾金肖彤藕磐暾缘幕靖攀板级信号完整性进行了分析和仿真。应看作一条传输线对于高速电路而言传输线的√踟．式中踟——表示制板材料的相对介电系数；——表示覆铜厚度；功——表示线宽板间距离!T蛴尚枰5陌遄拥暮穸群筒闶淳电子测量与仪器学报年增刊随着半导体技术和工艺的发展高速实时系统得到了广泛的应用信号的瞬变和高的髌德嗜大影响了信号的完整性。本文从理论上对影响信号完整性的因素进行了概述并结合工程应用对传输线如果信号延时大于传输时间的一半该信号线阻抗控制成为影响信号质景的关键因素阻抗失配会引起信号在传输线上来同反射使信号变形在负载处造成电平上下摆动的振铃电压。数宁印制电路板中常用的足带状线和微带状线对于带状线其阻抗为对于微带状线其阻抗为定。信号的反射反射是指由于传输线阻抗不匹配而造成的信号能晕的不完全吸收一部分传输到接收端而另一部分则反射同驱动端的现象。信号反射会造成过压造成信号质鼍下降严重时会产生振荡影响系统的正常鳎踔烈鹪<钠苹怠Ｍǔ＃以通过在源端或负载端端接的方法将这用影响减小到最低。反射的大小用反射系数春饬浚诘ジ龅闹端电阻并联在走线远端的情况下电压的反射系数定义为尼一北京．丁业大学电子信息与控制工程学院北京摘要：随着高速电路的发展信号工作频率不断提高在杓浦卸孕藕磐暾缘姆治鲇任V匾!１疚亩杂跋煨藕磐暾性的因素传输线特性、信号的反射及串扰、差分走线及阻抗等进行了比较系统的分析并通过宀愣训胱杩蛊ヅ洹信号线阻抗匹配和季址桨傅仁侄危竦昧寺獾姆抡婧褪导市Ч关键字：信号完整性阻抗匹配信号反射传输线仿真中图分类号：文献标识码：·—：：缈．—瑂．万方数据一峨睢≥～分。一渗一书。’侈一～今·之萨⋯赥的寮缎藕磐暾性分析与仿真年增刊褂么聪消除前向串扰健图Ｓ玫闹斩似ヅ浼际褂弥斩俗杩蛊ヅ淅唇徊郊跎俅拧泛电路中高速的信号往往都要采用差分结构设值所以外界的共模噪声可以被完全抵消。的极性相反他们对外辐射的电磁场可以相互抵的串扰越小但对于差分传输线差分线对牧利用软件进行后仿真是电路设计者通常使用┢侵畖、日褂肔涌诮电子测量与仪器学报如果尼敲捶瓷湎凳娜诵【捅湮通常情况下串扰与导线認距密切相关在布从而小存在反射。线规则允许的情况下将备条共模传输线之间的距源端端接使驱动器的输出阻抗和电阻走线的离增人可以有效的消除串扰。阻抗匹配反射系数为缱栉樟朔瓷涞男藕牛到目前为止可以用来控制串扰的手段并不因此在负载上的信号质量比较好。多。使用下面的方法可以减少串扰：源端宥图炊俗杩蛊ヅ除了电路板材料的相对介电常数飧鲆蛩之外走线的特性阻抗完全有走线本身的几何形状决定。用来确定和定义阻抗的公式是非常复杂的但使用一些公司的计算阻抗的软件可以解决阻抗计算的问题。下面是几种常用的终端匹配技术：⒘Fヅ如图所示魑ヅ如图所示海涣髦斩似ヅ如图所示唬Fヅ如图所示唬ü芷ヅ如图所示信号的串扰串扰是指当信号在传输线上传播时因传输线通过交变电流产生的电磁耦合对相邻的传输线产生的小期望的电压噪声干扰。串扰可以改变传输线的特性阻抗和传输速度对系统的时序和信号完整性带来不利的影响另外串扰还会对其他的传输线造成噪声进一步降低信号的质最。在数字设计当中串扰现象及影响是非常普遍的串扰可以发生在芯片内核砥庾耙部赡艹鱿衷诘缏钒迳稀⒔插件以及连接器上。弥氐脑呦呓赡芸拷慰疾悖米呦咧涞木嗬氡赡茉叮差分走线及阻抗差分信号在高速电路设计中的应用越来越广计。差分信号和普通的单端信号走线相比最明显的优势体现在以下三个方面：垢扇拍芰η浚蛭A礁罘肿呦咧喝認的耦合很好当外界存在噪声干扰时几乎是同时被耦合到两条线上而接收端关心的只是两信号的差苡行б种艵同样的道理由于两根信号消耦合的越紧密泄放到外界的电磁能量越少。毙蚨ㄎ痪罚捎诓罘中藕诺目9乇浠位于两个信号的交点而小像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断冈而受工艺温度的影响小能降低时序上的误差同时也更适合于低幅度信号的电路。对于单端的信号传输线线间的间距越大相互根线属于同一信号回路两根线越