PCB傳輸線效應(yīng)

傳輸線會對整個(gè)電路設(shè)計(jì)帶來以下效應(yīng)?！ぱ訒r(shí)和時(shí)序錯(cuò)誤Delay & Timing errors·反射信號Reflected signals·過沖與下沖Overshoot/Undershoot·串?dāng)_Induced Noise (or crosstalk)·多次跨越邏輯電平門限錯(cuò)誤False Switching··電磁輻射EMI radiation（1） 延時(shí)和時(shí)序錯(cuò)誤信號延時(shí)和時(shí)序錯(cuò)誤表現(xiàn)為：信號在邏輯電平的高與低門限之間變化時(shí)保持一段時(shí)間信號不跳變。過多的信號延時(shí)可能導(dǎo)致時(shí)序錯(cuò)誤和器件功能的混亂。通常在有多個(gè)接收端時(shí)會出現(xiàn)問題。電路設(shè)計(jì)師必須確定最壞情況下的時(shí)間延時(shí)以確保設(shè)計(jì)的正確性。信號延時(shí)產(chǎn)生的原因：驅(qū)動過載，走線過長。（2）反射信號如果一根走線沒有被正確終結(jié)(終端匹配)，那么來自于驅(qū)動端的信號脈沖在接收端被反射，從而引發(fā)不預(yù)期效應(yīng)，使信號輪廓失真。當(dāng)失真變形非常顯著時(shí)可導(dǎo)致多種錯(cuò)誤，引起設(shè)計(jì)失敗。同時(shí)，失真變形的信號對噪聲的敏感性增加了，也會引起設(shè)計(jì)失敗。如果上述情況沒有被足夠考慮，EMI將顯著增加，這就不單單影響自身設(shè)計(jì)結(jié)果，還會造成整個(gè)系統(tǒng)的失敗。反射信號產(chǎn)生的主要原因：過長的走線；未被匹配終結(jié)的傳輸線，過量電容或電感以及阻抗失配。（3）過沖與下沖過沖與下沖來源于走線過長或者信號變化太快兩方面的原因。雖然大多數(shù)元件接收端有輸入保護(hù)二極管保護(hù)，但有時(shí)這些過沖電平會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過元件電源電壓范圍，損壞元器件。（4） 串?dāng)_串?dāng)_表現(xiàn)為在一根信號線上有信號通過時(shí)，在PCB板上與之相鄰的信號線上就會感應(yīng)出相關(guān)的信號，我們稱之為串?dāng)_。信號線距離地線越近，線間距越大，產(chǎn)生的串?dāng)_信號越小。異步信號和時(shí)鐘信號更容易產(chǎn)生串?dāng)_。因此解串?dāng)_的方法是移開發(fā)生串?dāng)_的信號或屏蔽被嚴(yán)重干擾的信號。（5）多次跨越邏輯電平門限錯(cuò)誤信號在跳變的過程中可能多次跨越邏輯電平門限從而導(dǎo)致這一類型的錯(cuò)誤。多次跨越邏輯電平門限錯(cuò)誤是信號振蕩的一種特殊的形式，即信號的振蕩發(fā)生在邏輯電平門限附近，多次跨越邏輯電平門限會導(dǎo)致邏輯功能紊亂。反射信號產(chǎn)生的原因：過長的走線，未被終結(jié)的傳輸線，過量電容或電感以及阻抗失配。（6）電磁輻射EMI(Electro-Magnetic Interference)即電磁干擾，產(chǎn)生的問題包含過量的電磁輻射及對電磁輻射的敏感性兩方面。EMI表現(xiàn)為當(dāng)數(shù)字系統(tǒng)加電運(yùn)行時(shí)，會對周圍環(huán)境輻射電磁波，從而干擾周圍環(huán)境中設(shè)備的正常工作。它產(chǎn)生的主要原因是電路工作頻率太高以及布局布線不合理。目前已有進(jìn)行 EMI仿真的軟件工具，但EMI仿真器都很昂貴，仿真參數(shù)和邊界條件設(shè)置又很困難，這將直接影響仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。最通常的做法是將控制EMI的各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)則應(yīng)用在設(shè)計(jì)的每一環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)上的規(guī)則驅(qū)動和控制。