PCB-ervaring delen: transmissielijneffect
o-leidende
o-leidende
2018-08-03 14:02:46
Als de impedantie van de transmissielijn en het ontvangende uiteinde niet overeenkomen, zullen het uitgangsstroomsignaal en de uiteindelijke stabiele toestand van het signaal verschillend zijn, waardoor het signaal aan het ontvangende uiteinde terugkaatst en het gereflecteerde signaal wordt teruggestuurd naar het signaal verzendende uiteinde en weer gereflecteerd. Naarmate de energie afneemt, neemt de amplitude van het gereflecteerde signaal af totdat de spanning en de stroom van het signaal stabiliseren. Dit effect wordt oscillatie genoemd en de oscillatie van het signaal wordt vaak gezien op de stijgende en dalende randen van het signaal. De transmissielijn heeft de volgende effecten op het algehele circuitontwerp.
.1 Gereflecteerd signaal
Als een trace niet correct wordt beëindigd (terminal-matching), wordt de signaalpuls van de driver gereflecteerd naar de ontvanger, waardoor een onverwacht effect optreedt dat het signaalprofiel vervormt. Wanneer de vervorming erg belangrijk is, kan dit verschillende fouten veroorzaken, waardoor ontwerpfouten optreden. Tegelijkertijd is het vervorming-vervormde signaal gevoeliger voor ruis en kan het ontwerp falen. Als de bovenstaande situatie niet voldoende wordt geacht, neemt EMI aanzienlijk toe, wat niet alleen van invloed is op de ontwerpresultaten, maar ook op het falen van het hele systeem.
De belangrijkste oorzaken van gereflecteerde signalen: buitensporig lange sporen; transmissielijnen die niet zijn afgesloten, overcapaciteit of inductantie, en impedantiemismatch.
Als een trace niet correct wordt beëindigd (terminal-matching), wordt de signaalpuls van de driver gereflecteerd naar de ontvanger, waardoor een onverwacht effect optreedt dat het signaalprofiel vervormt. Wanneer de vervorming erg belangrijk is, kan dit verschillende fouten veroorzaken, waardoor ontwerpfouten optreden. Tegelijkertijd is het vervorming-vervormde signaal gevoeliger voor ruis en kan het ontwerp falen. Als de bovenstaande situatie niet voldoende wordt geacht, neemt EMI aanzienlijk toe, wat niet alleen van invloed is op de ontwerpresultaten, maar ook op het falen van het hele systeem.
De belangrijkste oorzaken van gereflecteerde signalen: buitensporig lange sporen; transmissielijnen die niet zijn afgesloten, overcapaciteit of inductantie, en impedantiemismatch.
.2 Vertraging en timingfouten
Signaalvertragingen en tijdfouten komen tot uiting in het feit dat het signaal gedurende een tijdsperiode niet overgaat wanneer het signaal verandert tussen de hoge en lage drempels van het logische niveau. Overmatige signaalvertraging kan timingfouten en rommel in apparaatfunctionaliteit veroorzaken.
Er is meestal een probleem wanneer er meerdere ontvangers zijn. De circuitontwerper moet de slechtste tijdsvertraging bepalen om de juistheid van het ontwerp te waarborgen. De reden voor de signaalvertraging is dat de drive overbelast is en de tracering te lang is.
.3 False Switching
Signalen kunnen meerdere logische drempels overschrijden tijdens een overgang, waardoor dit type fout optreedt. Meervoudige kruising van logisch niveau drempelfouten is een speciale vorm van signaaloscillatie, dat wil zeggen, de oscillatie van het signaal treedt op nabij de logisch niveaudrempel, en het meerdere keren kruisen van de logisch niveau drempel kan een logische storing veroorzaken. Oorzaken van gereflecteerde signalen: buitensporig lange sporen, niet-afgesloten transmissielijnen, overmatige capaciteit of inductantie en impedantiemismatch.
.4 overshoot en undershoot
Overshoot en undershoot worden veroorzaakt door twee redenen: een te lang spoor of een te snel signaal veranderen. Hoewel de meeste componenten aan de ontvangzijde een ingangsbeveiliging voor bescherming tegen inbraakbeveiliging hebben, kunnen deze overschrijdingsniveaus soms het bereik van de componentvoedingsspanningen en schadecomponenten overschrijden.
.5 Geïnduceerde geluidshinder
Geïnduceerde ruis wordt gemanifesteerd door het feit dat wanneer een signaal een signaallijn passeert, het bijbehorende signaal wordt geïnduceerd op de naburige signaallijn op de PCB. Dit wordt geïnduceerde ruis genoemd
Hoe dichter de signaalleiding bij de aardlijn ligt, hoe groter de regelafstand en hoe kleiner het gegenereerde geïnduceerde ruissignaal. Asynchrone en kloksignalen zijn gevoeliger voor geïnduceerde ruis. Daarom is de methode van de-interferentie het verwijderen van het signaal dat geïnduceerde ruis veroorzaakt of om het signaal dat ernstig wordt verstoord af te schermen.
.6 elektromagnetische straling
EMI (elektromagnetische interferentie) is een probleem veroorzaakt door overmatige elektromagnetische straling en gevoeligheid voor elektromagnetische straling. EMI komt tot uiting door het uitstralen van elektromagnetische golven naar de omringende omgeving wanneer het digitale systeem wordt ingeschakeld, waardoor de normale werking van de elektronische apparatuur in de omgeving wordt verstoord. De belangrijkste reden hiervoor is dat de werkfrequentie van het circuit te hoog is en de lay-out onredelijk. Op dit moment zijn er softwaretools (leverancier van printplaten) voor EMI-simulatie, maar de EMI-simulator is erg duur en de simulatieparameters en randvoorwaarden zijn moeilijk in te stellen, wat de nauwkeurigheid en uitvoerbaarheid van de simulatieresultaten rechtstreeks beïnvloedt. De meest gebruikelijke aanpak is om de verschillende ontwerpregels toe te passen die EMI in elke stap van het ontwerp beheersen, waardoor regels kunnen worden gestuurd en alle aspecten van het ontwerp kunnen worden gecontroleerd.
Vorige : Voordelen van printplaat van PCB