PCB-Technologie - Forschung über reflektiertes Signal und seine Anwendung auf Leiterplatten

Wenn ein Leiterplattenverfolgung is not properly terminated (terminal matching), dann wird der Signalimpuls vom Antriebsende am Empfangsende reflektiert, Verursachung unerwarteter Effekte und Verzerrung des Signalprofils. Wenn die Verzerrung sehr signifikant ist, Es kann eine Vielzahl von Fehlern verursachen und PCB-Design to fail. Zur gleichen Zeit, die Empfindlichkeit des verzerrten Signals gegenüber Rauschen steigt, die auch zu Konstruktionsfehlern führen können. Wenn die obige Situation nicht als ausreichend angesehen wird, EWI wird deutlich zunehmen, die nicht nur die Ergebnisse des eigenen Designs beeinflussen wird, aber auch den Ausfall des gesamten Systems verursachen.

Die Hauptgründe für reflektierte Signale sind: zu lange Spuren; Übertragungsleitungen, die nicht durch Abgleich, übermäßige Kapazität oder Induktivität und Impedanzmissstimmung beendet werden.

5.2 Verzögerungs- und Zeitfehler

Signalverzögerung und Timing-Fehler manifestieren sich als: Das Signal springt für einen Zeitraum nicht, wenn das Signal zwischen den hohen und niedrigen Schwellenwerten des Logikpegels wechselt. Übermäßige Signalverzögerung kann Zeitfehler und Verwirrung der Gerätefunktionen verursachen.

Normalerweise gibt es Probleme, wenn es mehrere Empfänger gibt. Der Schaltungsdesigner muss die ungünstigste Zeitverzögerung bestimmen, um die Richtigkeit des Designs sicherzustellen. Der Grund für die Signalverzögerung: Der Treiber ist überlastet und die Verkabelung ist zu lang.

5.3 Mehrmaliges Überschreiten des Schwellenfehlers der Logik

Das Signal kann während des Übergangsprozesses mehrmals den Schwellenwert der Logik überschreiten, was zu einer solchen Fehlerart führt. Der Fehler beim mehrfachen Überschreiten der Logiknegelschwelle ist eine spezielle Form der Signaloszillation, das heißt, die Oszillation des Signals tritt in der Nähe der Logiknegelschwelle auf, und das mehrfache Überschreiten der Logiknegelschwelle verursacht die Logikfunktionsstörung. Ursachen von reflektierten Signalen: lange Spuren, unbestimmte Übertragungsleitungen, übermäßige Kapazität oder Induktivität und Impedanzanpassung.

5.4 Über- und Unterschießen

Overshoot und Undershoot haben zwei Gründe: Die Spur ist zu lang oder das Signal ändert sich zu schnell. Obwohl die meisten Komponenten-Empfangsenden durch Eingangsschutzdioden geschützt sind, überschreiten diese Überschreitungen manchmal den Spannungsbereich der Komponenten-Stromversorgung bei weitem und beschädigen Komponenten.

5.5 Übersprechen

Übersprechen manifestiert sich darin, dass, wenn ein Signal durch eine Signalleitung geht, das relevante Signal auf der daran angrenzenden Signalleitung auf der Leiterplatte induziert wird, die Übersprechen genannt wird.

Je näher die Signalleitung an der Erde liegt, desto größer ist der Leitungsabstand, desto kleiner ist das erzeugte Übersprechersignal. Asynchrone Signale und Taktsignale sind anfälliger für Übersprechen. Daher besteht die Methode des Übersprechens darin, das Übersprechensignal zu entfernen oder das Signal abzuschirmen, das ernsthaft gestört wird.

5.6 Elektromagnetische Strahlung

EMI (Electro-Magnetic Interference) refers to electromagnetic interference. Zu den verursachten Problemen gehören übermäßige elektromagnetische Strahlung und Anfälligkeit für elektromagnetische Strahlung. EMI manifestiert sich darin, dass wenn ein digitales System eingeschaltet wird, Es wird elektromagnetische Wellen in die Umgebung ausstrahlen, dadurch den normalen Betrieb elektronischer Geräte in der Umgebung stören. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Betriebsfrequenz der Schaltung zu hoch ist und das Layout unzumutbar ist. Es gibt Software-Tools für die EMI-Simulation, aber EMI-Simulatoren sind sehr teuer, und es ist schwierig, Simulationsparameter und Randbedingungen einzustellen, die Genauigkeit und Praktikabilität der Simulationsergebnisse direkt beeinflussen. Der häufigste Ansatz besteht darin, die verschiedenen Designregeln zur Steuerung der EMI in jedem Aspekt des Designs anzuwenden., um die regelgesteuerte und kontrollierte Ausführung in jedem Aspekt des Designs zu realisieren. All dies muss durch Erfahrung realisiert werden. In der Tat, Es gibt viele grundlegende Theorien in der High-Speed Schaltung Design von Leiterplattenfabriken.