理想情况下,时钟信号等高速信号被视作完美的方波,即电压在两个固定电平之间瞬间切换。 现实中,由于电子元件的物理限制(如电容充电和放电时间),信号不能瞬间完成电平转换。这导致实际的信号形状在时域中呈现为梯形,具有明确的上升沿和下降沿。
上升时间(Tr)是从信号开始上升到达到其最终电平的90%所需的时间。 下降时间(Tf)则是从信号开始下降到达到其最终电平的10%所需的时间。 这两个参数对于评估信号完整性至关重要,因为它们直接影响信号的传输质量和可能产生的电磁干扰(EMI)。
三、高速信号的频域分析
1.谐波幅度与上升时间的关系:
在频域中,任何复杂的波形都可以分解为一系列正弦波谐波的组合。
时钟信号的高频谐波幅度受到其上升和下降时间的显著影响。更快的上升和下降时间意味着信号能够更接近理想的方波形状,从而包含更多的高频成分。
相反,如果上升或下降时间较长,高频谐波的幅度会减小,信号的频谱会向低频偏移。
2.信号完整性考虑:
在高速PCB设计中,保持信号的完整性至关重要。这要求设计师仔细考虑布线、阻抗匹配、终端匹配以及可能的信号反射和串扰等问题。
使用仿真工具可以帮助预测和优化设计,以确保在实际制造之前信号能够按预期传输。
四、高频信号失真的原因
高频信号在PCB传输过程中可能会因为多种原因出现信号失真,主要包括:
振铃和串扰:高速信号在PCB走线上的反射和散射可能导致信号失真。
反射:信号在传输线路中反射,影响信号的完整性。
接地反弹:信号在PCB上的接地点反弹,造成信号干扰。
阻抗不匹配:走线与参考阻抗的不匹配会导致信号反射和失真。
不仅会影响到系统的数字特征,还影响模拟特征。出现这些问题后,也会影响I/O接口和内存接口的数据速率。但实际上通过PCB设计和有效地PCB布局布线,可以避免这些问题。
2)戴维南终端方案
RK3588主板PCB设计
基于Allegro17.4/AD23/PADS
课程介绍
课程内容
课程目录
购买课程
【Allegro17.4】:https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=692842887100