高速PCB影響信號(hào)質(zhì)量的5個(gè)方面

在高速PCB設(shè)計(jì)中，“信號(hào)”始終是工程師無(wú)法繞開(kāi)的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。不管是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還是在測(cè)試環(huán)節(jié)，信號(hào)質(zhì)量都值得關(guān)注。在本文中，我們主要來(lái)了解下影響信號(hào)質(zhì)量的5大問(wèn)題。

根據(jù)目前工作的結(jié)論，信號(hào)質(zhì)量常見(jiàn)的問(wèn)題主要表現(xiàn)在五個(gè)方面：過(guò)沖，回沖，毛刺，邊沿，電平。

1）過(guò)沖

▲過(guò)沖圖

過(guò)沖帶來(lái)的問(wèn)題是容易造成器件損壞，過(guò)沖過(guò)大也容易對(duì)周?chē)男盘?hào)造成串?dāng)_。造成過(guò)沖大的原因是不匹配，消除的方法有始端串電阻或末端并阻抗（或電阻）。

2）毛刺

▲毛刺圖

毛刺作用在高速器件上，容易造成誤觸發(fā)、控制信號(hào)控制錯(cuò)誤或時(shí)鐘信號(hào)相位發(fā)生錯(cuò)誤等問(wèn)題，毛刺脈沖帶來(lái)的問(wèn)題多發(fā)生在單板工作不穩(wěn)定或器件替代后出現(xiàn)問(wèn)題。造成毛刺的原因很多，比如邏輯冒險(xiǎn)，串?dāng)_、地線反彈等，其消除的方法也不盡相同。

3）邊沿

▲邊沿圖

邊沿速度緩慢發(fā)生在信號(hào)線上時(shí)，會(huì)造成數(shù)據(jù)采樣錯(cuò)誤。其產(chǎn)生原因通常是輸出端容性負(fù)載過(guò)大（負(fù)載數(shù)量過(guò)多），輸出是三態(tài)時(shí)充（放）電電流小等原因。

4）回沖

▲回沖圖

回沖產(chǎn)生的原因是信號(hào)線不匹配或多負(fù)載等原因，消除的方法是加匹配電阻或調(diào)整總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

5）電平

▲電平圖

輸入電平幅度不符合要求時(shí)，會(huì)造成器件輸出錯(cuò)誤。導(dǎo)致電平異常的原因主要有：輸出過(guò)載，電平不匹配，三態(tài)總線、總線沖突等原因。

擴(kuò)展：

工程師在進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量測(cè)試時(shí)，應(yīng)該具備以下三方面的知識(shí)：

1）對(duì)測(cè)量工具（示波器）有清楚的了解，要了解示波器的性能，掌握示波器及其探頭的使用，清楚信號(hào)質(zhì)量異常的測(cè)試與示波器菜單設(shè)置間的配合關(guān)系。

2）對(duì)異常的信號(hào)形式有全面和清楚的認(rèn)識(shí)，對(duì)異常信號(hào)的異常指標(biāo)有了解。

3）對(duì)被測(cè)單板的原理電路有一定的認(rèn)識(shí)和了解，要求能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行分類，了解板上的關(guān)鍵器件、關(guān)鍵總線、關(guān)鍵信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量要求和相關(guān)時(shí)序參數(shù)。