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如何設計pcb板的高速電路

發布時間:2012-4-23 15:03    發布者:pcbworkba
關鍵詞: PCB板
如何設計pcb板的高速電路,主要從以下幾方面來考慮:        

時序配合考慮
  
如今的電子產品大多運行在100 MHz甚至更高的頻率,諸如RAM,CPU,FPGA,ASIC以及隨機邏輯等,所有這些都是對時序要求很強的器件,如果它們之間時序的配合不符合指定要求,那么就很容易導致系統工作紊亂,因此對高速電路設計應該考慮的第一個問題就應是時序配合問題。
  
時序配合主要體現在:信號的建立時間和保持時間違反標準、最小脈寬不符合要求以及系統中有多相時鐘時所造成的相位重疊等。在高速電路設計中,信號的周期一般只有ns級的寬度,此時要保證時鐘信號與數據信號之間做到準確的配合已非易事,再加之器件本身或多或少的會存在各種參數的漂移、分散等等,就更難以實現不同時序信號之間的相互配合。針對以上所言,對高速電路的設計首先應考慮設計前的功能仿真驗證,從理論上認真分析各個信號所到之處能否滿足預期指標。其次是核對時序電路中各器件是否滿足自身的時序要求,對所有涉及到的器件都應使用高頻測試儀器認真核對、校驗器件自身的各個參數。
 
信號完整性考慮
  
任何電路設計之前都應考慮到電路設計完成之后系統中各信號的完整性,即SI(Signal Integrity),也稱為信號質量。在高速電路設計中這一點更加重要,如果事先沒有加以充分考慮,就很容易造成系統中各信號質量嚴重受損,或者說信號的完整性很容易就會遭到破壞。下列幾種情況即是在對高速電路設計中影響信號完整性的幾種表現。
  
1 信號之間的串繞
  
串繞的表現形式可由圖2來說明,當一根信號線上有交變的電流通過時,周圍就會產生交變的磁場,而處于交變磁場中的導線則會感應出一定的電壓信號,這樣與之相鄰的信號線上就會感應出相關的電壓信號,造成2根信號線相互影響,從而導致導線中信號的質量下降。信號線之間串繞的大小主要取決于磁場變化的速率(一般由驅動信號上升和下降沿的變化律來決定)、周圍介質的介電特性及布線之間的距離等。
  
2 信號的過沖與下沖
  
影響信號完整性的另一個表現是信號線中出現的過沖與下沖電平信號,這些信號有時遠遠超過電源電壓范圍,嚴重時會造成對器件的損壞。過沖與下沖的來源一般有2方面:走線過長和信號的電平信號轉換太快。
  
3 信號延時
  
過多信號的延時會導致電路的時序出錯和功能混亂。信號延時一般表現為信號在邏輯電平的高與低門限之間變化時沒有及時的跳變,因而電平信號會保持較長時間的恒定,使信號電平轉換滯后。信號延時產生的原因是驅動過載或者是走線過長。
  
4 信號振蕩
  
信號震蕩表現為信號在邏輯電平的高與低門限之間變化時不成單調變化趨勢,而是出現來回的震蕩。設計電路時如果系統中信號線走線過長、負載過重或信號與信號之間出現串繞都會造成這種現象發生。
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