D5文章网

您现在的位置是:首页 » 范文

关于信号完整性的分析报告

关于信号完整性的分析报告  篇一:信号完整性分析--信号反射  信号沿传输线向前传播时,每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗,这个阻抗可能是传输线本身的,也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说,它不会区分到底是什么,信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗

关于信号完整性的分析报告

关于信号完整性的分析报告

  篇一:信号完整性分析--信号反射

  信号沿传输线向前传播时,每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗,这个阻抗可能是传输线本身的,也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说,它不会区分到底是什么,信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗是恒定的,那么他就会正常向前传播,只要感受到的阻抗发生变化,不论是什么引起的(可能是中途遇到的电阻,电容,电感,过孔,PCB转角,接插件),信号都会发生反射。

  那么有多少被反射回传输线的起点?衡量信号反射量的重要指标是反射系数,表示反射 电压和原传输信号电压的比值。反射系数定义为:ρ= Z2Z1。其中:Z1为变化前的阻 Z2Z1

  抗,Z2为变化后的阻抗。假设PCB线条的特性阻抗为50欧姆,传输过程中遇到一个100欧姆的贴片电阻,暂时不考虑寄生电容电感的影响,把电阻看成理想的纯电阻,那么反射系 数为:ρ=100501,信号有1/3被反射回源端。如果传输信号的电压是3.3V电压,100503

  反射电压就是1.1V。 纯电阻性负载的反射是研究反射现象的基础,阻性负载的变化无非是以下四种情况:阻抗增加有限值、减小有限值、开路(阻抗变为无穷大)、短路(阻抗突然变为0)。

  阻抗增加有限值:

  反射电压上面的例子已经计算过了。这时,信号反射点处就会有两个电压成分,一部分是从源端传来的3.3V电压,另一部分是在反射电压1.1V,那么反射点处的电压为二者之和,即4.4V。

  阻抗减小有限值:

  仍按上面的例子,PCB线条的特性阻抗为50欧姆,如果遇到的电阻是30欧姆,则反射 系数为 ρ=3050=-0.25,反射电压为3.3*(-0.25)V= -0.825V。此时反射点电压为3.3V+3050

  (-0.825V)=2.475V。

  开路:

  开路相当于阻抗无穷大,反射系数按公式计算为1。即反射电压3.3V。反射点处电压为

  6.6V。可见,在这种极端情况下,反射点处电压翻倍了。

  短路:

  短路时阻抗为0,电压一定为0。按公式计算反射系数为-1,说明反射电压为-3.3V,因此反射点电压为0。

  由于反射现象的存在,信号传播路径中阻抗发生变化的点,其电压不再是原来传输的电压。这种反射电压会改变信号的波形,从而可能会引起信号完整性问题。

  信号完整性分析---信号反射及阻抗匹配

  信号反射产生的原因,当信号从阻抗为Z0 进入阻抗为Zl的线路时,由于阻抗不匹配的原因,有部分信号会被反射回来,也可以用 “传输线上的回波来概括”。如果源端、负载端和传输线具有相同的阻抗,反射就不会发生了。

  反射的影响: 如果负载阻抗小于传输线阻抗,反射电压为负,反之,如果负载阻抗大于传输线阻抗,反射电压为正。实际问题中,PCB上传输线不规则的几何形状,不正确的信号匹配,经过连接器的传输及电源平面不连续等因素均会导致反射情况发生,而表现出诸如过冲、下冲以及振荡等信号失真的现象。

  过冲,当信号的第一个波峰超过原来设定的最大值,信号的第一个波谷超过原来设定的最大值时,为过冲,也就是冲过头了。

  下冲,当信号的第二个波峰波谷超过设定值时,称为下冲。过大的过冲会导致元件保护二极管损坏,而下冲严重时会产生假时钟,导致系统误读写操作。

  如果过冲过大我们可以采用阻抗匹配的方式消除过冲。

  震荡:信号的反射也会引起信号震荡,而震荡的本质跟过冲/下冲是一样的,在一个周期内,信号反复的过冲下冲我们称之为信号震荡。震荡是消除电路多余能量的一种方式。通过震荡的信号,可以将反射而产生的多余能量给消耗掉。 欠阻尼(振铃)是指终端的阻尼小,过阻尼(环绕)是指终端的阻尼大了。 (不只是分布式电路才会产生振荡,集总电路由于LC振荡也会产生振荡,其振荡的大小和电路的品质因素Q有关,Q值代表了电路中信号的衰减速度,Q值越高衰减越慢。可以通过单位时间电路储存的能量与丢失的能量比值来衡量) Q<1/2的时候就不存在过冲或者振荡。

  阻抗匹配,由于源端与负载端的阻抗不匹配才引起信号的反射,因此要进行阻抗匹配,从而降低反射系数,可以在源端串接阻抗,或者负载端并行接阻抗。反射系数公式:P=(Z1-Z0)/(Z1+Z0)



请完成支付后查看剩余部分:
支付宝支付
价格: 0.10 元
*联系方式:
提示:付款后30天内可重复阅读隐藏内容。 付费可读 | 我已支付 | 购买记录 付费可见