PCB 设计的信号完整性解析
2021-05-07赵一鸣
数字通信世界 2021年4期
赵一鸣
(1.浙江大华技术股份有限公司,浙江 杭州 310000;2.浙江省视觉物联融合应用实验室,浙江 杭州 310000)
PCB 设计时我们常遇到下面情景,当PCB 上两个信号走线紧挨着且长距离平行走线时,信号之间容易互相干扰;或者走线不平滑有拐角出现,走线经过接插件、过孔时会出现振铃等信号质量问题。
上面的是我们PCB 设计人员常遇到的串扰和反射信号完整性问题。下面我们先来看下反射问题。
当信号沿着走线传输时,它有一定的瞬态阻抗,而当其瞬态阻抗发生变化时,部分信号就会将沿着与原传播方向相反的方向回传,而另一部分将向前继续传播,但信号幅度有所改变(如图1所示)。我们通常将瞬态阻抗发生改变的地方称为阻抗突变,阻抗突变引起了信号反射。

图1
分析反射问题我们通常运用Altium Designer 软件来进行仿真工作。
用软件进行反射波形仿真时要注意以下几个要点:
(1)每个元件的模型必须正确。
(2)有电路作为源的驱动。
(3)设定激励源。
(4)设定电源和地网络。
(5)PCB 层叠设定。
反射问题的实质其实是传输线的阻抗发生了变化,所以解决阻抗的突变是处理反射的最好手段。那么采取某些方法使得阻抗突变减小,从而改善反射问题是接下来要讨论的内容。
解决阻抗突变常用的阻抗匹配方式有以下几种,如图所示:
(1)串联匹配通常是在输出端上串接一个电阻,使其与传输线的阻抗一致;比较常用是33欧姆的电阻。
(2)并联匹配是在负载端并联电阻或电容,使其阻抗等于传输线特性阻抗。……
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