PCB設(shè)計(jì)\"信號完整性\"名詞解釋

18、什么是IC 的高低電平切換門限?

IC 的高低電平切換門限指的是信號從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需的電壓值。當(dāng)發(fā)生阻尼現(xiàn)象時，信號電平可能會超過IC 輸入腳的切換門限，從而將IC 輸入信號變?yōu)椴淮_定狀態(tài)，這會導(dǎo)致時鐘出錯或數(shù)據(jù)的錯誤接收。

19、什么是地電平面反彈噪聲和回流噪聲?

在電路中有大的電流涌動時會引起地平面反彈噪聲(簡稱為地彈)，如大量芯片的輸出同時開啟時，將有一個較大的瞬態(tài)電流在芯片與板的電源平面流過，芯片封裝與電源平面的電感和電阻會引發(fā)電源噪聲，這樣會在真正的地平面(0V)上產(chǎn)生電壓的波動和變化，這個噪聲會影響其它元器件的動作。負(fù)載電容的增大、負(fù)載電阻的減小、地電感的增大、同時開關(guān)器件數(shù)目的增加均會導(dǎo)致地彈的增大。

由于地電平面(包括電源和地)分割，例如地層被分割為數(shù)字地、模擬地、屏蔽地等，當(dāng)數(shù)字信號走到模擬地線區(qū)域時，就會產(chǎn)生地平面回流噪聲。同樣電源層也可能會被分割為2.5V，3.3V，5V等。所以在多電壓PCB設(shè)計(jì)中，地電平面的反彈噪聲和回流噪聲需要特別關(guān)心。

20、高頻電路的定義在數(shù)字電路中，是否是高頻電路取決于信號的上升沿和下降沿，而不是信號的頻率。

F=1/(Tr*л)，Tr為上升/下降延時時間，當(dāng)F>100MH他(Tr3.183ns)時就應(yīng)該按照高頻電路進(jìn)行考慮，下列情況必須按照高頻規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)：l 系統(tǒng)時鐘超過50Hz l 采用了上升/下降時間少于5ns的器件l 數(shù)字/模擬混合電路高頻電路是取決于信號的上升沿和下降沿，而不是信號的頻率，但是不是Tr>100MHz時才考慮高頻規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要看傳輸介質(zhì)而定。通常約定如果線傳播延時大于1/2數(shù)字信號驅(qū)動端的上升時間，則認(rèn)為此類信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線效應(yīng)。信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間，如上升或下降時間。信號從驅(qū)動端到接收端經(jīng)過一段固定的時間，如果傳輸時間小于1/2的上升或下降時間，那么來自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達(dá)驅(qū)動端。反之，反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達(dá)驅(qū)動端。如果反射信號很強(qiáng)，疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態(tài)。

21、什么是長線高速系統(tǒng)中的長線(Electrically Long Trace)定義可以從頻域和時域兩個角度來定義：

1、頻域定義當(dāng)線的物理長度和相應(yīng)頻率的波長具有可比性的時候(一般的說法是大于1/20波長)，這樣的trace就叫做Electrically Long Trace，或者transmission line(傳輸線)。

2、時域定義當(dāng)信號線的傳輸延遲(propagation delay)大于1/4信號上升時間(rise time)的時候，該信號線就應(yīng)視為傳輸線。

22、什么是微帶線和帶狀線1.微帶線參考平面(reference plane)只有一個。有些朋友認(rèn)為微帶線就是位于PCB表層的傳輸線。這種看法不全面。設(shè)想一種情形：一個多層板的第一和第二層都是信號層，而第三層為地平面，那么在第一和第二層上的傳輸線都叫微帶線。位于第二層的微帶線也叫做掩埋式微帶線(embedded microstrip)。微帶線的阻抗與它的線寬、頻率和它到參考平面的垂直距離有關(guān)。

2.帶狀線位于兩個參考平面之間，所以它有兩個參考平面，阻抗的計(jì)算公式與微帶線的也不一樣。當(dāng)然，帶狀線肯定是位于PCB的內(nèi)層。