PCBの経験共有：伝送線効果
o-先導
o-先導
2018-08-03 14:02:46
伝送線路と受信端のインピーダンスが一致しなければ、出力電流信号と最終的な信号の定常状態とが異なり、受信端で信号が反射され、反射信号が返送される再び信号を反射する。エネルギーが減少すると、反射信号の振幅は、信号の電圧および電流が安定するまで減少する。この効果は発振と呼ばれ、信号の発振は信号の立ち上がりと立ち下がりのエッジでしばしば見られます。伝送線路は、回路設計全体に次のような影響を与えます。
.1反射信号
トレースが正しく終端されていないと（端子マッチング）、ドライバからの信号パルスがレシーバに反映され、予期しない結果が生じ、信号プロファイルが歪んでしまいます。歪みが非常に重要な場合は、さまざまなエラーを引き起こし、設計の失敗を引き起こす可能性があります。同時に、歪み歪み信号はノイズに対してより敏感であり、設計の失敗を引き起こす可能性があります。上記の状況が十分に考慮されていないと、EMIが大幅に増加し、設計結果だけでなくシステム全体の障害にも影響します。
反射された信号の主な原因：非常に長いトレース。終端されていない伝送線路、過剰なキャパシタンスまたはインダクタンス、およびインピーダンスの不一致が含まれる。
トレースが正しく終端されていないと（端子マッチング）、ドライバからの信号パルスがレシーバに反映され、予期しない結果が生じ、信号プロファイルが歪んでしまいます。歪みが非常に重要な場合は、さまざまなエラーを引き起こし、設計の失敗を引き起こす可能性があります。同時に、歪み歪み信号はノイズに対してより敏感であり、設計の失敗を引き起こす可能性があります。上記の状況が十分に考慮されていないと、EMIが大幅に増加し、設計結果だけでなくシステム全体の障害にも影響します。
反射された信号の主な原因：非常に長いトレース。終端されていない伝送線路、過剰なキャパシタンスまたはインダクタンス、およびインピーダンスの不一致が含まれる。
.2遅延およびタイミングエラー
信号遅延およびタイミングエラーは、信号が論理レベルの高しきい値と低しきい値との間で変化すると、信号が一定期間移行しないという事実によって明らかになる。過度の信号遅延は、タイミングエラーを引き起こし、デバイスの機能を混乱させる可能性があります。
通常、複数の受信者が存在する場合に問題があります。回路設計者は、設計の正確さを保証するために最悪の場合の時間遅延を決定する必要があります。信号遅延の理由は、ドライブに過負荷がかかり、トレースが長すぎるためです。
.3誤スイッチング
信号は、遷移中に論理レベルしきい値を複数回交差することがあり、このタイプのエラーの原因となります。複数のクロス・ロジック・レベル・スレッショルド・エラーは特殊な信号発振形式です。つまり、信号の発振がロジック・レベルのスレッショルド付近で発生し、ロジック・レベルのスレッショルドを複数回交差させるとロジックが誤動作する可能性があります。反射信号の原因：過度に長いトレース、終端されていない伝送ライン、過剰な容量またはインダクタンス、およびインピーダンスの不一致。
.4オーバーシュートとアンダーシュート
オーバーシュートとアンダーシュートは、トレースが長すぎるか信号が速すぎるという2つの理由により発生します。ほとんどの部品は受信側で入力保護ダイオード保護機能を備えていますが、これらのオーバーシュートレベルが部品の電源電圧範囲を大幅に超えて部品を損傷することがあります。
.5誘導ノイズ
誘導ノイズは、信号が信号ラインを通過するときに、関連する信号がPCB上の隣接信号ライン上に誘導されるという事実によって示される。これは誘導ノイズと呼ばれます
信号線が接地線に近づくほど、線間隔が大きくなり、発生する誘導ノイズ信号が小さくなる。非同期およびクロック信号は、誘導ノイズを発生しやすくなります。したがって、妨害の方法は、誘導雑音の原因となる信号を除去するか、または重大な干渉を受けた信号を遮蔽することである。
.6電磁放射
EMI（Electro-Magnetic Interference）は、過度な電磁放射と電磁放射に対する感度によって引き起こされる問題です。 EMIは、デジタルシステムに電源が投入されたときに電磁波を周囲の環境に放射することによって現れ、それによって周囲の環境における電子機器の正常な動作を妨げる。これの主な理由は、回路の動作周波数が高過ぎてレイアウトが不合理であることです。現在、ソフトウェアツール（プリント基板供給者EMIシミュレータのEMIシミュレータは非常に高価であり、シミュレーションパラメータと境界条件は設定が難しく、シミュレーション結果の精度と実用性に直接影響します。最も一般的なアプローチは、EMIを制御するさまざまなデザインルールをデザインのすべてのステップに適用して、デザインのすべての側面でルール駆動とコントロールを可能にすることです。