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            高速電路之信號回流路徑分析

            作者: 時(shí)間:2013-04-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            3.4 不完整的參考層對信號的影響
            理想的參考層應(yīng)該為其鄰近信號層上的信號路徑提供完美的返回路徑,理想的參考層應(yīng)該是一個(gè)完整的實(shí)體平面。但實(shí)際系統(tǒng)中,并不存在這樣的實(shí)體平面,比如一個(gè)參考平面可能被分配給多個(gè)電源網(wǎng)絡(luò),那么實(shí)心板就被撕裂成幾個(gè)小的部分。類似這種參考平面遭到破壞的情況下,如果鄰近的信號層上的信號跨越分割實(shí)體的縫隙,則信號返回路徑就會繞過參考平面上的縫隙,將帶來很多問題。如圖5所示,信號線跨越參考平面上的縫隙,其返回電流將會繞過縫隙,形成一個(gè)大的電流環(huán)路,因有縫隙存在,使信號返回路徑和信號路徑之間的距離發(fā)生變化,將導(dǎo)致信號走線的阻抗突變,引起信號來回的反射,如圖6所示,信號邊沿出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,形成振鈴信號,信號質(zhì)量嚴(yán)重降低;過沖現(xiàn)象豐富了諧波頻率的能量,使得RF輻射增大。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/175849.htm

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            綜上所述,對的規(guī)劃和對信號線的規(guī)劃同等重要,這兩者之間的關(guān)系對性起著至關(guān)重要的作用。

            4 結(jié)語
            在低速網(wǎng)絡(luò)中,之所以不考慮信號返回路徑,就是認(rèn)為所有的電流都將匯合到“地”這個(gè)無窮大的容器。認(rèn)為“地”就是一個(gè)等勢體,因此不關(guān)心其中的電流流動(dòng)。在高頻時(shí),這就是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。因此將地線嚴(yán)格的定義為:“信號流回源的低阻抗路徑”。該定義突出了電流的流動(dòng),當(dāng)電流流過有限阻抗時(shí),必然導(dǎo)致電壓降,從而反映實(shí)際地線上的電位情況。因此在設(shè)計(jì)的過程中,要丟掉“地”的概念,像對待信號路徑一樣對待返回路徑。
            對于高速信號而言,將沒有“地”這一說法。要實(shí)現(xiàn)高速信號傳輸,就必須要有信號路徑和信號返回路徑,而信號的返回電流總是尋找阻抗值最低的路徑返回,而在PCB上的返回路徑就是參考平面或信號路徑周圍的其他導(dǎo)體,若是沒有很好的返回路徑,那么自由空間就成為了信號的返回路徑,這就帶來了嚴(yán)重的EMC問題。信號返回路徑與信號線阻抗存在直接關(guān)系,因此信號返回路徑的不確定性可能會導(dǎo)致信號線阻抗突變,引起信號線上信號的來回反射,使信號形成振鈴,嚴(yán)重降低信號的質(zhì)量,造成信號失真、時(shí)序錯(cuò)亂等嚴(yán)重的問題,加深RF輻射,降低電路抗干擾能力等。因此要提高信號的質(zhì)量和減小RF輻射,提高電路抗干擾能力,其中之一的解決辦法就是,控制信號的回流路徑,使其盡量的平行且靠近信號線,一般都是提供一個(gè)相對完整的參考層。

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