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高速传输知识点
$ I* e! c% B0 |5 B9 Y% N/ x) G3 J& b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。
0 b- X' P$ T) ~" V) B7 c& e3 l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。
o' q8 P5 Y1 ^9 J3 k三、传输线效应,传输线会对整个电路设计带来以下效应:( s" a4 B J \) S3 U3 o, q
1、反射信号(Reflected signals)9 O8 \; _2 u3 g: \- O
2、延时和时序错误(Delay & Timing errors); [. X) o: P i% ?1 g9 u f
3、多次跨越逻辑电平门限错误(False switching)& m# p/ m$ l- e$ H: K" E+ D# C
4、过冲与下冲(Overshoot & Undershoot)+ C6 a1 @/ V: k9 Y
5、串扰(Crosstalk), r c8 Q- q& u" f6 b
6、电磁辐射(EMI radiation)
, g) F4 y) _+ E' P3 x; ]四、反射信号 z- A* u! m2 T; p: e4 `3 c) 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。3 z; t% O; j+ J3 p6 n& \3 O
五、信号延时和时序错误8 W _% `2 s6 f/ r# [, d" e. ^* T4 J4 G
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。
$ s* W+ N1 `* C& B6 M% O6 m3 {六、多次跨越逻辑电平门限错误
/ ?7 f/ o' b; S 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。6 ~1 B* ~2 m$ @0 O
七、过冲和下冲
5 b0 s$ H8 ?7 f L1 @; W( W 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。- Y7 E7 s3 `% r( i& X. C2 t; |
八、串扰3 ^6 B$ ~4 G0 S: h8 W" s+ i
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。9 A+ u* N2 E& h8 F: v# [
九、电磁辐射4 f' H* [' P" a; l
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。
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