时系统中pcb板级信号完整性分析与仿真

《时系统中pcb板级信号完整性分析与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据电子测量与仪器学报2008年增刊高速实时系统中PCB板级信号完整性分析与仿真曹小秋刘李明曾金肖彤((北京．丁业大学电子信息与控制工程学院，北京100124)摘要：随着高速电路的发展，信号工作频率不断提高，在PCB设计中对信号完整性的分析尤为重要。本文对影响信号完整性的因素，传输线特性、信号的反射及串扰、差分走线及阻抗等进行了比较系统的分析，并通过PCB板层堆叠与阻抗匹配、信号线阻抗匹配和PCB布局方案等手段，获得了满意的仿真和实际效果。关键字：信号完整性，阻抗匹配，信号反射，传输线，仿真中图分类号：TNT02文献标识码：ASignalIntegrityAnaly

2、sisandSimulationofPCBboardinHigh·-speedandReal—TimeSystemCaoXiaoqiuLiuLimingZengJinXiaoTong(CollegeofElectronicandControlEngineeringofBeijingUniversityofTechnology,Beijing100124China)Abstract：Withthedevelopmentofhigh—speedcircuit,thesignalfrequencyimprovescontinuouslyandthesignalintegrit

3、yanalysisisimportam．Thispaperanalyzedtheimpactofsignalintegrity,thecharacteristicsoftransmissionline，thereflectionandcmsstalkofsignal，thedifferentialrouterandimpedance，satisfactorysimulationandpracticalresultsageobtainedthroughthestackofPCBboardsandimpedancematching,thesignallineimpedanc

4、ematchingandPCBlayout．Keywords：SignalIntegrity,ImpedanceMatching,TransmissionLine，Simulation1引言随着半导体技术和工艺的发展，高速实时系统得到了广泛的应用，信号的瞬变和高的T作频率人大影响了信号的完整性。本文从理论上对影响信号完整性的因素，进行了概述，并结合工程应用对PCB板级信号完整性进行了分析和仿真。2信号完整性的基本概述2．1传输线如果信号延时大于传输时间的一半，该信号线应看作一条传输线，对于高速电路而言，传输线的阻抗控制成为影响信号质景的关键因素，阻抗失配会引起信号在传输

5、线上来同反射使信号变形，在负载处造成电平上下摆动的振铃电压。数宁印制电路板中常用的足带状线和微带状线，对于带状线其阻抗为470对于微带状线，其阻抗为z：坠1n里(2)√踟+I．410．8缈+t式中，踟——表示制板材料的相对介电系数；，——表示覆铜厚度；功——表示线宽板间距离^——则由需要的板子的厚度和层数来决定。2，2信号的反射反射是指由于传输线阻抗不匹配而造成的信号能晕的不完全吸收，一部分传输到接收端，而另一部分则反射同驱动端的现象。信号反射会造成过压，造成信号质鼍下降，严重时会产生振荡，影响系统的正常T作，甚至引起元件的破坏。通常，可以通过在源端或负载端端接的方法将

6、这用影响减小到最低。反射的大小用反射系数P来衡量，在单个的终端电阻并联在走线远端的情况下，电压的反射系数定义为尼一Z夕。丽(3)万方数据电子测量与仪器学报2∞8年增刊如果尼=Z)，那么反射系数的人小就变为0，通常情况下，串扰与导线l’日J距密切相关，在布从而小存在反射。线规则允许的情况下，将备条共模传输线之间的距源端端接使驱动器的输出阻抗和电阻走线的离增人可以有效的消除串扰。阻抗匹配，反射系数为0，电阻吸收了反射的信号，到目前为止，可以用来控制串扰的手段并不因此在负载上的信号质量比较好。多。使用下面的方法可以减少串扰：(1)使用带状线(消除前向串扰)；Z51山‘乞≥⋯，

7、。●'源端!PCB板端图1源端阻抗匹配除了电路板材料的相对介电常数D这个因素之外，走线的特性阻抗完全有走线本身的几何形状决定。用来确定和定义阻抗的公式是非常复杂的，但使用一些公司的计算阻抗的软件可以解决阻抗计算的问题。下面是几种常用的终端匹配技术：～分。一渗一书。’侈一⋯女J}～今·之萨一峨+疹～图2常用的终端匹配技术(1)并联匹配(如图2(b)所示)；(2)戴维宁匹配(如图2(c)所示)：：(3)交流终端匹配(如图2(d)所示)；：(4)串联匹配(如图2(a)所示)；：(5)二极管匹配(如图2(e)所示)。2．3信号的串扰串扰是指当信号