高速線(xiàn)路PCB設(shè)計(jì)：傳輸線(xiàn)效應(yīng)

在高速線(xiàn)路中，由于傳輸線(xiàn)阻抗變化的問(wèn)題，會(huì)有一部分的信號(hào)能量被反射，假設(shè)信號(hào)是一個(gè)跑步的人，人從A端想要跑到B端，在人經(jīng)過(guò)線(xiàn)路每一塊的導(dǎo)體時(shí)都會(huì)改變其電壓值，一開(kāi)始他在阻抗為50Ω的線(xiàn)路上跑，碰到過(guò)孔時(shí)阻抗的變化會(huì)產(chǎn)生讓其速度變慢并產(chǎn)生一定的反彈，一直到終端為1MΩ時(shí)，此時(shí)幾乎帶著100%的能量被反彈回A端，反彈到A端時(shí)，由于A端為25Ω，會(huì)有一部分能量被留住，一部分能量被反彈，反彈的能量約為初始值的1/3。而這1/3的信號(hào)再次到達(dá)B端后，又會(huì)被反射，以此類(lèi)推。在示波器上可以看到信號(hào)的上升沿和下降沿產(chǎn)生振蕩直至能量減弱信號(hào)幅度隨之減小。

基于上述模型，傳輸線(xiàn)會(huì)對(duì)整個(gè)電路設(shè)計(jì)帶來(lái)一下效應(yīng)：反射信號(hào)、延時(shí)和時(shí)序錯(cuò)誤、多次跨越邏輯電平門(mén)限錯(cuò)誤、過(guò)沖與下沖、串?dāng)_、電磁輻射

信號(hào)輪廓失真

信號(hào)在接收端將被反射，信號(hào)輪廓將失真。失真變形的信號(hào)對(duì)噪聲的敏感性、EMI若顯著增加，這可能會(huì)造成整改系統(tǒng)的失效。

反射信號(hào)產(chǎn)生的主要原因：過(guò)長(zhǎng)的布線(xiàn)、未進(jìn)行阻抗匹配的接收端、未進(jìn)行阻抗匹配的傳輸線(xiàn)（由于過(guò)量電容、電感的阻抗失配）

信號(hào)延時(shí)

信號(hào)在邏輯電平的高、低門(mén)限之間變化時(shí)，信號(hào)遲滯不跳變。過(guò)多的信號(hào)延時(shí)可能導(dǎo)致時(shí)序錯(cuò)誤和元器件功能混亂，通常在多個(gè)接收端時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

信號(hào)延時(shí)產(chǎn)生的主要原因：驅(qū)動(dòng)過(guò)載、布線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)

信號(hào)電平錯(cuò)誤

信號(hào)的振蕩發(fā)生在邏輯電平門(mén)限附近，在跳變的過(guò)程中可能多次跨越邏輯電平門(mén)限，導(dǎo)致邏輯功能紊亂。

信號(hào)過(guò)沖與下沖

布線(xiàn)太長(zhǎng)或信號(hào)變化太快都可以導(dǎo)致過(guò)沖與下沖發(fā)生，雖然大多數(shù)芯片器件接收端有輸入保護(hù)二極管，但有時(shí)這些過(guò)沖電平會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)器件的電壓范圍，導(dǎo)致器件損壞。

信號(hào)串?dāng)_

在一根信號(hào)線(xiàn)上有信號(hào)通過(guò)時(shí)，與之相鄰的信號(hào)線(xiàn)上會(huì)感應(yīng)出相關(guān)信號(hào)，異步信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)更容易產(chǎn)生串?dāng)_。

解決串?dāng)_的方法：移開(kāi)發(fā)生串?dāng)_的信號(hào)或屏蔽被嚴(yán)重干擾的信號(hào)。信號(hào)距離地平面越近，或者加大線(xiàn)間距，都可以減少串?dāng)_的發(fā)生。

電磁輻射

電流流過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。在電磁干擾(EMI)中，包括產(chǎn)生過(guò)量的電磁輻射和對(duì)電磁輻射的敏感性?xún)蓚€(gè)方面。數(shù)字系統(tǒng)處理快速的時(shí)鐘和周期轉(zhuǎn)換率，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)向周?chē)h(huán)境輻射電磁波，從而使周?chē)h(huán)境中正常工作的電子設(shè)備收到干擾，而模擬電路，由于本身的高增益，會(huì)成為易受影響的電路。

EMI產(chǎn)生的主要原因是電路工作頻率太高及布局、布線(xiàn)不合理。

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