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解決信號完整性問題應循序的11個基本原則

2023年01月28日 09:44:49      來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量：15

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信號完整性指在高速產品中由互連線引起的所用問題，它主要研究互連線與數字信號的電壓電流波形相互作用時其電氣特性如何影響產品的性能。在本文分享電子產品硬件工程師在解決信號完整性問題應循序的11個基本原則。

1、提高高速產品設計效率的關鍵是：充分利用分析工具來實現準確的性能預測；使用測量手段來驗證設計過程、降低風險、提高設計工具的可信度。
2、將問題實質與表面現象剝離開的可行的途徑就是采用經驗法則、解析近似、數值仿真技術或者測量工具來獲得數據，這是工程實踐的本質要素，
3，任何一段互連線，不論線長和形狀如何，也不論信號的上升時間如何，都是一個由信號路徑和返回路徑構成的傳輸線。一個信號在沿著互連線前進的每一步中，都會感受到一個瞬態阻抗。如果瞬態阻抗為常數，就像傳輸線具有均勻的橫截面一樣，則其信號質量將會獲得奇跡般的改善。
4、把“接地”這一術語忘掉，因為它所造成的同題比用它來解決的問題還要多。每一路信號都有返回路徑。抓住“返回路徑”，像對待信號路徑一樣去尋找并仔細處理返間路徑，這樣有助于培養解決問題的直覺能力。
5、當電壓變化時電容上就有電流流動。對于信號的陡峭邊，即使電路PCB板邊緣和懸空導線之間的空氣隙形成的邊緣線電容也可能擁有很低的阻抗。
6、電感與圍繞電流周圍的磁力線匝數有本質的聯系，只要電流或者磁力線匝數發生改變，在導線的兩端就會產生電壓。這一電壓導致了反射噪聲、串擾、開關噪聲、地彈、軌道塌陷以及EMI。
7、當流經接地回路電感上的電流變化時，在抗地回路導線上產生的電壓稱為地彈。它是造成開關噪聲和EMI的內部機理。
8、以同頻率的方波作為參照，信號帶寬是指有效正弦波分量的頻率值。模型的帶寬是指在這個的正弦頻率上，模型仍然能夠用來準確地預測互連的實際性能。在使用模型進行分析時，一定不要讓信號的帶寬超過模型的帶寬。
9、記住，除了少數情況之外，信號完整性中的公式給出的是定義或者近似。在特別需要準確性的場合就不要使用近似。
10、有損傳輸線引起的問題就是上升邊變差。由于趨膚深度和介質損耗，損耗會隨著頻率的升高而增加。如果損耗隨著頻率的升高而保持不變，那么上升時間就不會發生變化，這時的有損線只是增添了了些損耗而已。
11、影響研發進度并造成產品交貨推遲，就是企業付出的最昂貴的代價。
文章內容來自[美]Eric Bogatin著的《信號完整性分析》一書
[美]Eric Bogatin著的《信號完整性分析》
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