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1、第10章 信號(hào)完整性分析：重點(diǎn)內(nèi)容：掌握信號(hào)完整性分析的基本概念信號(hào)完整性分析規(guī)則設(shè)置掌握高頻布線的一些技巧,一、信號(hào)完整性分析的基本概念（1）：,,信號(hào)完整性（Signal Integrity）簡(jiǎn)稱SI，是指信號(hào)在信號(hào)線上的質(zhì)量，是信號(hào)在電路中能以正確的時(shí)序和電壓作出響應(yīng)的能力。信號(hào)具有良好的完整性是指在需要的時(shí)刻必須達(dá)到的電壓數(shù)值。差的信號(hào)完整性不是由某個(gè)單一的因素導(dǎo)致的，而是板級(jí)設(shè)計(jì)中多種因素共同引起的。

2、 集成電路（Integrated Circuit）簡(jiǎn)稱IC，它的開(kāi)關(guān)速度高，端接元件的布局不正確或者高速信號(hào)的錯(cuò)誤布線都會(huì)引起信號(hào)完整性問(wèn)題，從而可能使系統(tǒng)輸出不正確的數(shù)據(jù)、或者電路工作不正常甚至完全不能工作。,,,一、信號(hào)完整性分析的基本概念（2）：,,電路板上的導(dǎo)線具有電阻、電容和電感等電氣特性。在高頻電路設(shè)計(jì)中，電路板線路上的電容和電感會(huì)使導(dǎo)線等效于一條傳輸線。傳輸線是所有導(dǎo)體與其接地回路的總和。傳輸線上的線路阻抗和外接負(fù)載不匹

3、配會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反向現(xiàn)象，從而引起信號(hào)完整性問(wèn)題。電路的阻抗會(huì)使信號(hào)達(dá)不到規(guī)定的電壓幅度從而影響信號(hào)的完整性。 電路板上導(dǎo)線的耦合可能將串?dāng)_信號(hào)引入到鄰近線路中，當(dāng)耦合或串?dāng)_信號(hào)足夠大時(shí)，接收串?dāng)_信號(hào)的線路就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。串?dāng)_影響的線路可能不止是鄰近的一條線路，有時(shí)甚至?xí)绊懙狡渌噜従€路上的信號(hào)。主要的信號(hào)完整性問(wèn)題包括反射、串?dāng)_、振蕩、地彈等。,,,一、信號(hào)完整性分析的基本概念（3）：,,信號(hào)完整性又分為時(shí)域信

4、號(hào)完整性和頻域信號(hào)完整性。時(shí)域信號(hào)完整性是以時(shí)間為基準(zhǔn)的電壓或電流的變化過(guò)程，可以用示波器觀察。它通常用于找出管腳到管腳的延時(shí)、偏移、過(guò)沖、下沖和建立時(shí)間等。頻域信號(hào)完整性是以頻率為基準(zhǔn)的電壓或電流的變化過(guò)程，可以用頻譜分析儀觀察。它通常用于波形和FCC、EMI控制限制之間的比較等。,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,在DXP的PCB編輯環(huán)境中，執(zhí)行菜單命令Design|Rules，系統(tǒng)將彈出PCB設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置對(duì)話框，在該對(duì)話框中打開(kāi)

5、Design Rules的樹(shù)狀目錄，選擇其中的Signal Integrity規(guī)則設(shè)置選項(xiàng)，如圖所示。,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(1) 激勵(lì)信號(hào)（Signal Stimulus），如圖所示。,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(2) 信號(hào)過(guò)沖的下降沿（Overshoot-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(3) 信號(hào)過(guò)沖的上升沿（Overshoot-Risin

6、g Edge），如圖所示。,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(4) 信號(hào)下沖的下降沿（Undershoot-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(5) 信號(hào)下沖的上升沿（Undershoot-Rising Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(6) 阻抗約束（Impedance），如圖所示。,,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整

7、性分析規(guī)則：,,(7) 信號(hào)高電平（Signal Top Value），如圖所示。,,,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(8) 信號(hào)基值（Signal Base Value），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(9) 飛升時(shí)間的上升沿（Flight Time-Rising Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(10) 飛升時(shí)間的下降

8、沿（Flight Time-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(11) 上升邊沿斜率（Slope-Rising Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,,,二、設(shè)置信號(hào)完整性分析規(guī)則：,,(12) 下降邊沿斜率（Slope-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,,,,三、高頻布線的一些技巧：,,（1）高頻布線應(yīng)該考慮的問(wèn)題1：

9、 合理選擇層數(shù)。利用中間內(nèi)層平面作為電源和地線層，可以起到屏蔽的作用，有降低寄生電感、縮短信號(hào)線長(zhǎng)度、降低信號(hào)間的交叉干擾，一般情況下，四層板比兩層板的噪聲低20dB。 走線方式。走線必須按照45度角拐彎，這樣可以減小高頻信號(hào)的發(fā)射和相互之間的耦合。 走線長(zhǎng)度。走線長(zhǎng)度越短越好，兩根線并行距離越短越好。 過(guò)孔數(shù)量。過(guò)孔數(shù)量越少越好。 層間布線方向。層間布線方向應(yīng)該取垂直方向，就是頂層為水平方向，底層

10、為垂直方向，這樣可以減小信號(hào)間的干擾。,,,,三、高頻布線的一些技巧：,,（1）高頻布線應(yīng)該考慮的問(wèn)題2： 敷銅。增加接地的敷銅可以減小信號(hào)間的干擾。 包地。對(duì)重要的信號(hào)線進(jìn)行包地處理，可以顯著提高該信號(hào)的抗干擾能力，當(dāng)然還可以對(duì)干擾源進(jìn)行包地處理，使其不能干擾其它信號(hào)。 信號(hào)線。信號(hào)走線不能環(huán)路，需要按照菊花鏈方式布線。 去耦電容。在集成電路的電源端跨接去耦電容。 高頻扼流。數(shù)字地、模