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单一网络的信号质量

日期:2012-4-5 (来源:互联网)

网络由系统中所有连接在一起的金属组成。例如从时钟芯片输出引脚,引出的走线与其他芯片相连接,连接这些引脚的每条金属就可以看作是属于同一个网络。另外,网络不仅包括信号路径,还包括信号电流的返回路径。单一网络的信号质量与信号路径和返回路径的物理特征都有很大的关系。鼍有端接时,互连线上没有振铃,没有端接时,出现振铃。

任何突变对信号产生的影响均与信号的上升沿有关。随着上升沿变短,失真的幅度增大。也就是说,在33 MHz时钟设计中,突变不算问题,但在100 MHz时钟设计中就可能成为问题。随着频率升高和上升沿缩短,使信号所感受到的阻抗保持不变变得越来越重要。达到这一要求的方法是使用可控阻抗互连线,甚至更换封装。

2.串扰 当网络传播信号时,有些电压和电流能传递到邻近的静态网络上,即使第一个网络(动态网络)上的信号质量非常好,一些信号也会以有害的噪声形式耦合到第二个静态网络上。

串扰发生在两种不同的情况中:互连线为均匀传输线(电路板上的大多数线条)和互连线为非均匀传输线(如接插件和封装)o在可控阻抗传输线上,线条有很宽的均匀返回路径,相对的容性耦合与感性耦合大小是相当的。在这种情况下,这两种效应在静态网络的近端和远端的叠加方式是不一样的,

返回路径为均匀平面时是实现最低串扰的方法,一旦返回路径的均匀平面发生变化,就会增加两个传输线间的耦合噪声。当信号经过接插件且多个信号共用的返回路径是一个返回引脚而不是一个平面时,感性耦合噪声比容性耦合噪声增加得更多。

当感性耦合噪声处于主导地位时,通常把这种串扰归因于开关噪声、地弹、、同时开关噪声或者同时开关输出噪声。这类噪声是由耦合电感,即所谓的互感产生的。地弹实际上是由于邻近信号和返回路径间的互感很大才产生的.开关噪声大多发生在接插件和封装处。邻近信号路径和返回路径间的大互感产生的同步开关输出( Simultaneously Switching Output,SSO)噪声。’ 通过了解容性耦合和感性耦合的本质,可以优化相邻信号线的物理设计而减小耦合。对于特征阻抗相同的导线,使用介电常数较小的材料会减小串扰。串扰的某些方面,特别是开关噪声,会随着互连线长度的增加和上升沿的减少而增加。使用芯片最小尺寸封装( CSP)和高密度互连线( KDI),有助于减小串扰。