Condivisione dell'esperienza PCB: effetto linea di trasmissione
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2018-08-03 14:02:46
Se l'impedenza della linea di trasmissione e dell'estremità ricevente non corrispondono, il segnale della corrente di uscita e lo stato stazionario finale del segnale saranno diversi, il che fa sì che il segnale rifletta all'estremità ricevente e il segnale riflesso verrà trasmesso indietro al segnale che trasmette fine e riflesso di nuovo. Quando l'energia diminuisce, l'ampiezza del segnale riflesso diminuirà fino a quando la tensione e la corrente del segnale si stabilizzeranno. Questo effetto è chiamato oscillazione e l'oscillazione del segnale è spesso vista sui bordi ascendente e discendente del segnale. La linea di trasmissione ha i seguenti effetti sulla progettazione generale del circuito.
.1 segnale riflesso
Se una traccia non è terminata correttamente (corrispondenza del terminale), l'impulso del segnale proveniente dal driver viene riflesso nel ricevitore, causando un effetto inaspettato che distorce il profilo del segnale. Quando la distorsione è molto significativa, può causare una varietà di errori, causando errori di progettazione. Allo stesso tempo, il segnale distorto dalla distorsione è più sensibile al rumore e può causare errori di progettazione. Se la situazione di cui sopra non è considerata sufficiente, l'EMI aumenterà in modo significativo, il che non influirà solo sui risultati del progetto, ma anche sull'intero sistema.
Le cause principali dei segnali riflessi: tracce eccessivamente lunghe; linee di trasmissione che non sono terminate, capacità in eccesso o induttanza e mancata corrispondenza dell'impedenza.
Se una traccia non è terminata correttamente (corrispondenza del terminale), l'impulso del segnale proveniente dal driver viene riflesso nel ricevitore, causando un effetto inaspettato che distorce il profilo del segnale. Quando la distorsione è molto significativa, può causare una varietà di errori, causando errori di progettazione. Allo stesso tempo, il segnale distorto dalla distorsione è più sensibile al rumore e può causare errori di progettazione. Se la situazione di cui sopra non è considerata sufficiente, l'EMI aumenterà in modo significativo, il che non influirà solo sui risultati del progetto, ma anche sull'intero sistema.
Le cause principali dei segnali riflessi: tracce eccessivamente lunghe; linee di trasmissione che non sono terminate, capacità in eccesso o induttanza e mancata corrispondenza dell'impedenza.
.2 Ritardi e errori di temporizzazione
Ritardi di segnale e errori di temporizzazione si manifestano dal fatto che il segnale non transita per un periodo di tempo quando il segnale cambia tra le soglie alta e bassa del livello logico. Un eccessivo ritardo del segnale può causare errori di temporizzazione e confusione nella funzionalità del dispositivo.
Di solito c'è un problema quando ci sono più ricevitori. Il progettista del circuito deve determinare il ritardo nel caso peggiore per garantire la correttezza del progetto. Il motivo del ritardo del segnale è che l'unità è sovraccaricata e la traccia è troppo lunga.
.3 False commutazione
I segnali possono attraversare le soglie del livello logico più volte durante una transizione, causando questo tipo di errore. Gli errori di soglia del livello logico multiplo incrociato sono una forma speciale di oscillazione del segnale, ovvero l'oscillazione del segnale si verifica vicino alla soglia del livello logico e l'attraversamento della soglia del livello logico più volte può causare un malfunzionamento della logica. Cause dei segnali riflessi: tracce eccessivamente lunghe, linee di trasmissione non terminate, capacità eccessiva o induttanza e mancata corrispondenza dell'impedenza.
.4 overshoot e undershoot
Overshoot e undershoot sono causati da due motivi: una traccia troppo lunga o un cambiamento di segnale troppo veloce. Sebbene la maggior parte dei componenti abbia una protezione del diodo di protezione in ingresso all'estremità ricevente, a volte questi livelli di overshoot possono superare di molto il range di tensione di alimentazione dei componenti e danneggiare i componenti.
.5 Rumore indotto
Il rumore indotto si manifesta nel fatto che quando un segnale passa attraverso una linea di segnale, il segnale associato viene indotto sulla linea di segnale adiacente sul PCB. Questo è chiamato rumore indotto
Più la linea del segnale si avvicina alla linea di terra, maggiore è la spaziatura della linea e minore è il segnale di rumore indotto generato. I segnali asincroni e di clock sono più inclini al rumore indotto. Pertanto, il metodo di deinterferenza è di rimuovere il segnale che provoca il rumore indotto o di schermare il segnale che è seriamente disturbato.
.6 radiazione elettromagnetica
L'EMI (Interferenze elettromagnetiche) è un problema causato da un'eccessiva radiazione elettromagnetica e dalla sensibilità alle radiazioni elettromagnetiche. L'EMI si manifesta radiando le onde elettromagnetiche all'ambiente circostante quando il sistema digitale viene acceso, interferendo così con il normale funzionamento delle apparecchiature elettroniche nell'ambiente circostante. La ragione principale di ciò è che la frequenza operativa del circuito è troppo alta e il layout è irragionevole. Al momento, ci sono strumenti software (fornitore di circuiti stampati) per la simulazione EMI, ma il simulatore EMI è molto costoso e i parametri di simulazione e le condizioni al contorno sono difficili da impostare, il che influenzerà direttamente l'accuratezza e la praticabilità dei risultati della simulazione. L'approccio più comune consiste nell'applicare le varie regole di progettazione che controllano EMI in ogni fase del progetto, consentendo il controllo delle regole e il controllo su tutti gli aspetti del progetto.
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