PCB电路设计常见术语

一、什么是信号完整性(signal integrity)
    信号完整性是指信号在信号线上质量。信号具有良好信号完整性是指当在需要时候,具有所必需达到电压电平数值。差信号完整性不是由某一单一因素导致,而是板级设计中多种因素共同引起。主要信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。
二、在时域(time domain)和频域(frequency domain)之间有什么不同
    时域(time domain)是以时间为基准电压或电流变化过程,可以用示波器观察到。它通常用于找出管脚到管脚延时(delays)、偏移(skew)、过冲(overshoot)、下冲(undershoot)以及建立时间(settling times)。
    频域(frequency domain)是以频率为基准电压或电流变化过程,可以用频谱分析仪观察到。它通常用于波形与FCC和其它EMI控制限制之间比较。
三、什么是地电平面反弹噪声和回流噪声
    在电路中有大电流涌动时会引起地平面反弹噪声(简称为地弹),如大量芯片输出同时开启时,将有一个较大瞬态电流在芯片与板电源平面流过,芯片封装与电源平面电感和电阻会引发电源噪声,这样会在真正地平面(0V)上产生电压波动和变化,这个噪声会影响其它元器件动作。负载电容增大、负载电阻减小、地电感增大、同时开关器件数目增加均会导致地弹增大。由于地电平面(包括电源和地)分割,当数字信号走到模拟地线区域时,就会产生地平面回流噪声。同样电源层也可能会被分割为2.5V,3.3V,5V等。所以在多电压PCB设计中,地电平面反弹噪声和回流噪声需要特别关心。
四、什么是过冲(overshoot)和下冲(undershoot)
    过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压——对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。下冲是指下一个谷值或峰值。过分过冲能够引起保护二极管工作,导致过早地失效。过分下冲能够引起假时钟或数据错误。
五、什么是假时钟(false clocking)
    假时钟是指时钟越过阈值(threshold)无意识地改变了状态(有时在VIL或VIH之间)。通常由于过分下冲(undershoot)或串扰(crosstalk)引起。
六、什么是振荡(ringing)和环绕振荡(rounding)
    振荡现象是反复出现过冲和下冲。信号振荡和环绕振荡由线上过度电感和电容引起,振荡属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。信号完整性问题通常发生在周期信号中,如时钟等,振荡和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起,振荡可以通过适当端接予以减小,但是不可能完全消除。

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