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高速传输知识点 % N; ^- |% x/ L4 S# v, d: |
一、当信号在导线上高速传输时,如果始端阻抗与终端阻抗不匹配,将会出现电磁波的反射现象,它会使信号失真,产品有害的干扰脉冲,从而影响整个系统运行。
. O) e/ T, r7 I二、通常,数字逻辑电路的频率达到或超过50MHz,而且工作在这个频率之上的电路占整个系统的1/3以上,就可以称其为高速电路。
' P1 I8 Q1 y) ^" Z, j0 G }: b# r, F三、传输线效应,传输线会对整个电路设计带来以下效应:- z; A j; x: d. K0 Z
1、反射信号(Reflected signals)
( S+ W, v' \. F" B+ u 2、延时和时序错误(Delay & Timing errors)
0 e2 n$ V; ^" S) {5 q8 } 3、多次跨越逻辑电平门限错误(False switching)! k: o5 Z N* }& M* T! Y% q
4、过冲与下冲(Overshoot & Undershoot)
; \# _ h L% \6 z- b( `( d3 g 5、串扰(Crosstalk)6 X& S+ u+ g- u1 t$ b- U7 m( M6 {' r
6、电磁辐射(EMI radiation); Q$ [4 R/ m" `5 H. o" A
四、反射信号$ N4 M- \+ ~8 T& y K
反射信号产生的主要原因是过长的走线、未被匹配终结的传输线、过量电容或电感及阻抗失配。
4 @( b: H& p9 A五、信号延时和时序错误
2 ?$ q/ Z/ k! D7 y% ? 信号延时和时序错误表现为信号在逻辑电平的高、低门限之前的变化时,保持一段时间信号不跳变。信号延时产生的原因包括驱动过载和走线过长。
$ x. T1 y- T& W2 P; H5 x# g Q: n六、多次跨越逻辑电平门限错误
# w9 S6 N# w/ t1 Y" E 信号在跳变的过程中可能多次跨越逻辑电平门限,从而导致这一类型错误的发生。多次跨越逻辑电平门限错误是信号振荡的一种特殊形式,即信号的振荡发生在逻辑电平门限附近,多次跨越逻辑电平门限将导致逻辑功能紊乱。
) B' I: _( L5 _, N" T" |七、过冲和下冲
3 F/ C; Z; j7 P9 g: ?, B 走线过长或者信号变化太快,可以导致过冲和下冲的发生。虽然大多数元器件接收端有输入保护二极管保护,但有时这些过冲电平会远远超过元器件电源电压范围,仍会导致元器件的损坏。
9 \2 g \+ u) P" U' @0 Q) `; R; C& {八、串扰
2 R3 ?, [6 g$ z5 H4 S 在一根信号线上有信号通过时,在PCB板上与相邻的信号线上就会感应相关的信号,这种现象称之为串扰。异步信号和时钟信号更容易产生串扰。解决串扰的方法是移开发生串扰的信号或屏蔽严重干扰的信号。信号线距离地线越近,或加大线间距,可以减少串扰信号。$ A' u5 u0 g9 K/ I2 A" ^
九、电磁辐射
3 Y( C5 q' h# E- C( T6 c, W 电磁干扰(Electro-magnetic inteRFerence,EMI),EMI 产生的主要原因是电路工作频率太高及布局、布线不合理。# t3 o: a4 Z0 C
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