EMI和分层设计.pptVIP

;;;;;;;;1. 高速电路设计的特点  高速电路设计强调无源元件—互连线,PCB,IC封装等对信号传播的影响(振荡和反射),对信号间相互作用的影响(串扰),及对外界的作用(电磁骚扰)等。 随着传输信号频率的提高,必须用电磁波的观点看待电路中传输的信号.  高速电路系统工作于较高的时钟频率, 信号传输的频率由信号的上升或下降沿决定,而不是由系统的时钟频率来决定. 因此,导线就不能被看作是集总参数系统条件下的理想导线,而应被看作是具有分布参数系统条件下的传输线.必须考虑信号反射的影响. 反射信号与入射信号的迭加使得信号波形发生畸变.上升或下降沿越小,信号传输时的频率就越高,这种不良作用就会越大.; 如果系统尺寸为 S 由 tpd = S×tpdo 当 tr ≥ 6tpd 或 tpd ≤ tr/6 则称为集总参数系统.反之,如果 tr ? 6tpd 或 tpd tr/6 则称为分布参数系统. (参考书:Howard Johnson,Martin Graham:高速数字设计) ;;;???1)传输线类型: 传输线包括信号路径和返回路径.在中间层的印制线条形成带状线,在表面层形成微带线,两者传输特性不同。 　(a)微带线:PCB外层的走线,只有一根带状导线和一个参考面.类型:埋式或非埋式.如果线的厚度,宽度,介质的介电常数以及与参考面之间的距离是可控的,则它的特性阻抗也是可控的. (b)带状线:介于两个参考面之间的内层走线. 类型:埋式或非埋式.如果线的厚度,宽度,介质的介电常数以及与参考面之间的距离是可控的,则它的特性阻抗也是可控的.带状线的场吸收能力强,抗骚扰能力强.适宜布设易被骚扰的模拟电路走线. (c)同轴电缆(Zc=75Ω时传输损耗最小，30Ω时承受功率最大，两者综合，选择50Ω) (d)双绞线(Zc=100-130Ω) 线路阻抗用: 时域反射计(TDR),阻抗分析仪(VIA),网络分析仪(VNA)测试.;≤;0;0;;2)传输线参数 数字电路之间用来传输信号的路径称为互连线.tr越小,相应频率越高.互连线不再是简单的导线或信号线,而是由R,L,C,G组成,呈现高频效应的传输线. (a)传输线微分段等效电路模型(长度为dz的RLCG模型):Rdz—导体有限电阻引起的损耗;Gdz—分隔导体和地层的介质的有限电导引起的损耗;Ldz—磁场;Cdz—导体和地层之间的电场. ? ;;;; 3)传输线效应 传输线效应指的是:传输过程中的任何不均匀(如阻抗变化、直角拐角)都会引起信号的反射，反射的结果对模拟信号（正弦波）是形成驻波，对数字信号则表现为上升沿、下降沿的振铃和过冲。这种过冲一方面形成强烈的电磁干扰和对信号完整性的影响.例如:信号在不匹配的传输线两端来回反射形成振铃,上冲和下冲.因此, 需要优化拓扑结构,调整互连线阻抗和端接阻抗,PCB尺寸及板层参数,以满足信号完整性要求. ;;;;;;; ? 4)传输延迟和阻抗匹配 信号从驱动端到达接收端,再由接收端回到驱动端的传输延时tpd, 大于1/6上升或下降时间tr, 即 tpd tr/6 或 tr 6 tpd 为高速信号.反射信号将在信号改变状态之后到达驱动端, 如果反射信号很强,叠加后的波形就可能改变逻辑状态.该走线为分布参数系统条件下的传输线。 反之,如果传输延时tpd小于1/6上升或下降时间tr,即 tpd ≤ tr/6 或 tr ≥ 6tpd 则为低速信号.来自接收端的反射信号将在信号改变状态之前到达驱动端,叠加的波形不会改变逻辑状态;这种信号线可不作为传输线处理. 而是集总参数系统条件下的理想导线. 为了实现信号完整性,必须缩短S,并进行阻抗匹配.例如,必须缩短时钟线.而且,尽量不换层,以保持匹配。 ;;;;;; 阻抗匹配方法有: 串联电阻