高速PCB設計影響信號質(zhì)量的5大問題

在高速PCB設計中，“信號”始終是工程師無法繞開的一個知識點。不管是在設計環(huán)節(jié)，還是在測試環(huán)節(jié)，信號質(zhì)量都值得關注。在本文中，我們主要來了解下影響信號質(zhì)量的5大問題。

根據(jù)目前工作的結論，信號質(zhì)量常見的問題主要表現(xiàn)在五個方面：過沖，回沖，毛刺，邊沿，電平。

1）過沖

▲過沖圖

過沖帶來的問題是容易造成器件損壞，過沖過大也容易對周圍的信號造成串擾。造成過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)、控制信號控制錯誤或時鐘信號相位發(fā)生錯誤等問題，毛刺脈沖帶來的問題多發(fā)生在單板工作不穩(wěn)定或器件替代后出現(xiàn)問題。造成毛刺的原因很多，比如邏輯冒險，串擾、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)生在信號線上時，會造成數(shù)據(jù)采樣錯誤。其產(chǎn)生原因通常是輸出端容性負載過大（負載數(shù)量過多），輸出是三態(tài)時充（放）電電流小等原因。

4）回沖

▲回沖圖

回沖產(chǎn)生的原因是信號線不匹配或多負載等原因，消除的方法是加匹配電阻或調(diào)整總線的拓撲結構。

5）電平

▲電平圖

輸入電平幅度不符合要求時，會造成器件輸出錯誤。導致電平異常的原因主要有：輸出過載，電平不匹配，三態(tài)總線、總線沖突等原因。

擴展：

工程師在進行信號質(zhì)量測試時，應該具備以下三方面的知識：

1）對測量工具（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，清楚信號質(zhì)量異常的測試與示波器菜單設置間的配合關系。

2）對異常的信號形式有全面和清楚的認識，對異常信號的異常指標有了解。

3）對被測單板的原理電路有一定的認識和了解，要求能夠?qū)π盘栠M行分類，了解板上的關鍵器件、關鍵總線、關鍵信號的信號質(zhì)量要求和相關時序參數(shù)。
編輯：hfy