Intercambio de experiencias de PCB: efecto de línea de transmisión
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2018-08-03 14:02:46
Si la impedancia de la línea de transmisión y el extremo receptor no coinciden, la señal de corriente de salida y el estado estable final de la señal serán diferentes, lo que ocasionará que la señal se refleje en el extremo receptor, y la señal reflejada se transmitirá nuevamente al extremo transmisor de la señal y reflejado de nuevo. A medida que la energía disminuye, la amplitud de la señal reflejada disminuirá hasta que el voltaje y la corriente de la señal se estabilicen. Este efecto se llama oscilación, y la oscilación de la señal se ve a menudo en los bordes ascendentes y descendentes de la señal. La línea de transmisión tiene los siguientes efectos en el diseño general del circuito.
.1 señal reflejada
Si una traza no termina adecuadamente (coincidencia de terminal), el impulso de señal del controlador se refleja en el receptor, lo que causa un efecto inesperado que distorsiona el perfil de la señal. Cuando la distorsión es muy significativa, puede causar una variedad de errores, causando fallas en el diseño. Al mismo tiempo, la señal distorsionada por distorsión es más sensible al ruido y puede causar fallas en el diseño. Si la situación anterior no se considera suficiente, la EMI aumentará significativamente, lo que no solo afectará los resultados del diseño, sino también la falla de todo el sistema.
Las principales causas de las señales reflejadas: rastros excesivamente largos; líneas de transmisión que no están terminadas, capacitancia o inductancia en exceso, y desajuste de impedancia.
Si una traza no termina adecuadamente (coincidencia de terminal), el impulso de señal del controlador se refleja en el receptor, lo que causa un efecto inesperado que distorsiona el perfil de la señal. Cuando la distorsión es muy significativa, puede causar una variedad de errores, causando fallas en el diseño. Al mismo tiempo, la señal distorsionada por distorsión es más sensible al ruido y puede causar fallas en el diseño. Si la situación anterior no se considera suficiente, la EMI aumentará significativamente, lo que no solo afectará los resultados del diseño, sino también la falla de todo el sistema.
Las principales causas de las señales reflejadas: rastros excesivamente largos; líneas de transmisión que no están terminadas, capacitancia o inductancia en exceso, y desajuste de impedancia.
.2 Errores de retardo y temporización
Los retardos de señal y los errores de temporización se manifiestan por el hecho de que la señal no transita durante un período de tiempo a medida que la señal cambia entre los umbrales alto y bajo del nivel lógico. El retardo de señal excesivo puede causar errores de temporización y desorden en la funcionalidad del dispositivo.
Por lo general, hay un problema cuando hay varios receptores. El diseñador del circuito debe determinar el tiempo de retraso más desfavorable para garantizar la corrección del diseño. El motivo del retraso de señal es que el disco está sobrecargado y el trazado es demasiado largo.
.3 Cambio Falso
Las señales pueden cruzar umbrales de nivel lógico varias veces durante una transición, causando este tipo de error. Múltiples errores de umbral de nivel lógico de cruce es una forma especial de oscilación de señal, es decir, la oscilación de la señal se produce cerca del umbral de nivel lógico, y cruzar el umbral de nivel lógico varias veces puede causar un mal funcionamiento de la lógica. Causas de las señales reflejadas: trazas excesivamente largas, líneas de transmisión no terminadas, capacitancia o inductancia excesiva y desajuste de impedancia.
.4 rebasamiento y subimpulso
El sobreimpulso y el subimpulso son causados por dos motivos: un seguimiento demasiado largo o un cambio de señal demasiado rápido. Aunque la mayoría de los componentes tienen protección de diodo de protección de entrada en el extremo receptor, a veces estos niveles de sobreimpulso pueden exceder con creces el rango de voltaje de suministro de componente y los componentes de daño.
.5 ruido inducido
El ruido inducido se manifiesta por el hecho de que cuando una señal pasa a través de una línea de señal, la señal asociada se induce en la línea de señal adyacente en la PCB. Esto se llama ruido inducido
Cuanto más cerca esté la línea de señal de la línea de tierra, mayor será el espaciado entre líneas y menor será la señal de ruido inducido. Las señales asincrónicas y de reloj son más propensas al ruido inducido. Por lo tanto, el método de desinterferencia consiste en eliminar la señal que causa ruido inducido o para proteger la señal que está seriamente interferida.
.6 radiación electromagnética
EMI (interferencia electromagnética) es un problema causado por la radiación electromagnética excesiva y la sensibilidad a la radiación electromagnética. La interferencia electromagnética se manifiesta al irradiar ondas electromagnéticas al ambiente circundante cuando el sistema digital se enciende, lo que interfiere con el funcionamiento normal de los equipos electrónicos en el entorno. La razón principal de esto es que la frecuencia de operación del circuito es demasiado alta y el diseño no es razonable. En la actualidad, hay herramientas de software (proveedor de placas de circuito impreso) para la simulación EMI, pero el simulador EMI es muy costoso, y los parámetros de simulación y las condiciones de contorno son difíciles de establecer, lo que afectará directamente la precisión y la practicidad de los resultados de la simulación. El enfoque más común es aplicar las diversas reglas de diseño que controlan EMI en cada paso del diseño, lo que permite controlar las reglas y controlar todos los aspectos del diseño.
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