PCB設(shè)計\"信號完整性\"名詞解釋
18、什么是IC 的高低電平切換門限?
IC 的高低電平切換門限指的是信號從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需的電壓值。當發(fā)生阻尼現(xiàn)象時,信號電平可能會超過IC 輸入腳的切換門限,從而將IC 輸入信號變?yōu)椴淮_定狀態(tài),這會導致時鐘出錯或數(shù)據(jù)的錯誤接收。
19、什么是地電平面反彈噪聲和回流噪聲?
在電路中有大的電流涌動時會引起地平面反彈噪聲(簡稱為地彈),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(0V)上產(chǎn)生電壓的波動和變化,這個噪聲會影響其它元器件的動作。負載電容的增大、負載電阻的減小、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,當數(shù)字信號走到模擬地線區(qū)域時,就會產(chǎn)生地平面回流噪聲。同樣電源層也可能會被分割為2.5V,3.3V,5V等。所以在多電壓PCB設(shè)計中,地電平面的反彈噪聲和回流噪聲需要特別關(guān)心。
20、高頻電路的定義在數(shù)字電路中,是否是高頻電路取決于信號的上升沿和下降沿,而不是信號的頻率。
F=1/(Tr*л),Tr為上升/下降延時時間,當F>100MH他(Tr3.183ns)時就應該按照高頻電路進行考慮,下列情況必須按照高頻規(guī)則進行設(shè)計:l 系統(tǒng)時鐘超過50Hz l 采用了上升/下降時間少于5ns的器件l 數(shù)字/模擬混合電路高頻電路是取決于信號的上升沿和下降沿,而不是信號的頻率,但是不是Tr>100MHz時才考慮高頻規(guī)則進行設(shè)計,還要看傳輸介質(zhì)而定。通常約定如果線傳播延時大于1/2數(shù)字信號驅(qū)動端的上升時間,則認為此類信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線效應。信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間,如上升或下降時間。信號從驅(qū)動端到接收端經(jīng)過一段固定的時間,如果傳輸時間小于1/2的上升或下降時間,那么來自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅(qū)動端。反之,反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅(qū)動端。如果反射信號很強,疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態(tài)。
21、什么是長線高速系統(tǒng)中的長線(Electrically Long Trace)定義可以從頻域和時域兩個角度來定義:
1、頻域定義當線的物理長度和相應頻率的波長具有可比性的時候(一般的說法是大于1/20波長),這樣的trace就叫做Electrically Long Trace,或者transmission line(傳輸線)。
2、時域定義當信號線的傳輸延遲(propagation delay)大于1/4信號上升時間(rise time)的時候,該信號線就應視為傳輸線。
22、什么是微帶線和帶狀線1.微帶線參考平面(reference plane)只有一個。有些朋友認為微帶線就是位于PCB表層的傳輸線。這種看法不全面。設(shè)想一種情形:一個多層板的第一和第二層都是信號層,而第三層為地平面,那么在第一和第二層上的傳輸線都叫微帶線。位于第二層的微帶線也叫做掩埋式微帶線(embedded microstrip)。微帶線的阻抗與它的線寬、頻率和它到參考平面的垂直距離有關(guān)。
2.帶狀線位于兩個參考平面之間,所以它有兩個參考平面,阻抗的計算公式與微帶線的也不一樣。當然,帶狀線肯定是位于PCB的內(nèi)層。
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