高速電路設(shè)計(jì)中信號(hào)完整性分析

上圖中將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)潛在的問題：

a、A 和B兩點(diǎn)間地平面需要被連接通過一個(gè)低阻抗的通路如果地平面間連接了較大的阻抗，在地平面引腳間將會(huì)出現(xiàn)電壓倒灌。這就必將會(huì)導(dǎo)致所有器件的信號(hào)幅值的失真并且疊加輸入噪聲。

b、電流回流環(huán)的面積應(yīng)盡可能的小,環(huán)路好比天線。通常說話，一種更大環(huán)路面積將會(huì)增大了環(huán)路輻射和傳導(dǎo)的機(jī)會(huì)。每一個(gè)電路設(shè)計(jì)者都希望回流電流都可直接沿著信號(hào)線，這樣就最小的環(huán)路面積。

用大面積接地可以同時(shí)解決以上兩個(gè)問題。大面積接地可以提供所有接地點(diǎn)間小的阻抗，同時(shí)允許返回電流盡量直接沿著信號(hào)線返回。

在 PCB設(shè)計(jì)者中一個(gè)常見的錯(cuò)誤是在地電層上打過孔和開槽。下圖顯示了當(dāng)一條信號(hào)線在一個(gè)開過槽的地電層上的電流流向。回路電流將被迫繞過開槽，這就必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的環(huán)流回路。

通常而言，在地電源平面上是不可以開槽的。然而，在一些不可避免要開槽的場合，PCB 設(shè)計(jì)者必須首先確定在開槽的區(qū)域沒有信號(hào)回路經(jīng)過。同樣的規(guī)則也適用于混合信號(hào)電路。

PCB 板中除非用到多個(gè)地層。特別是在高性能ADC電路中可以利用分離模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)及時(shí)鐘電路的地層有效的減少信號(hào)間的干擾。需要再次強(qiáng)調(diào)的，在一些不可避免要開槽的場合，PCB設(shè)計(jì)者必須首先確定在開槽的區(qū)域沒有信號(hào)回路經(jīng)過。

在帶有一個(gè)鏡像差異的電源層中也應(yīng)注意層間區(qū)域的面積（如下圖）。在板卡的邊緣存在電源平面層對(duì)地平面層的輻射效應(yīng)。從邊沿泄漏的電磁能量將破壞臨近的板卡。見下圖a。適當(dāng)?shù)臏p少電源平面層的面積（見下圖b），以至于地平面層在一定的區(qū)域內(nèi)交疊。這將減少電磁泄漏對(duì)鄰近板卡的影響。

4、信號(hào)布線

保證信號(hào)完整性最重要的就是信號(hào)線的物理布線。PCB設(shè)計(jì)者經(jīng)常處在工作壓力下，不僅要在盡可能短的時(shí)間完成設(shè)計(jì)，而且還要保證信號(hào)的完整性要求。掌握如何平衡可能出現(xiàn)的問題與信號(hào)的間距將推動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)程。高速電流不能有效處理信號(hào)線中的不連續(xù)。在下圖a

中最容易出現(xiàn)信號(hào)不連續(xù)的問題。在低速電路中對(duì)通常不需要考慮信號(hào)的不連續(xù)性，而在高速電路中就必須考慮這個(gè)問題。因此，在電路設(shè)計(jì)中與采用下圖中b/c

所示的方式，可以有效的保證信號(hào)的連續(xù)性。