对信号完整性的解释数模分开的原因 -

标题: 对信号完整性的解释数模分开的原因 [打印本页]

作者: 海上峰 时间: 2017-5-5 14:45
标题: 对信号完整性的解释数模分开的原因
对信号完整性的解释
信号完整性（Signal Integrity，简称SI）指的是信号线上的信号质量。信号完整性问题不是由单一因素造成的，而是由设计中多种因素共同引起的。破坏信号完整性的原因包括反射、振铃、地弹、串扰等。随着信号工作频率的不断提高，信号完整性问题已经成为高速PCB工程师关注的焦点。
信号的完整性是指信号通过物理电路传输后，信号接收端看到的波形与信号发送端发送的波形在容许的误差范围内保持一致，并且空间邻近的传输信号间的相互影响也在容许的范围之内。因此，信号完整性分析的主要目标是保证高速数字信号可靠的传输。
1)信号的反射就是指在传输线端点上有回波。当传输线上的阻抗不连续时，就会导致信号反射的发生。
2)串扰是指当信号在传输线上传播时，因电磁耦合对相邻传输线产生不期望的电压或电流噪声干扰。随着电子产品的小型化，PCB板线间距减小，串扰问题更加严重。对于高速电路来说，一般都采用平板电源地层，两导体间的串扰取决于它们的耦合电感和耦合电容[3]。在数字电路设计中，通常感性串扰要比容性串扰大，所以应重点考虑导线间的互感问题。
3)地弹噪声:随着数字设备的速度变快，它们的输出开关时间越来越少。当大量的开关电路同时由逻辑高变为逻辑低时，由于地线通过电流的能力不够，电流涌动就会引起地参考电压发生波动，称之为地弹。

关于数模分开的原因
将数/模地分开的原因是因为数字电路在高低电位切换时会在电源和地产生噪声，噪声的大小跟信号的速度及电流大小有关。如果地平面上不分割且由数字区域电路所产生的噪声较大而模拟区域的电路又非常接近，则即使数模信号不交叉，模拟的信号依然会被地噪声干扰。也就是说数模地不分割的方式只能在模拟电路区域距产生大噪声的数字电路区域较远时使用。

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