高速PCB設計中影響信號質量的5個方面

在高速PCB設計中，“信號”始終是工程師無法繞開的一個知識點。不管是在設計環(huán)節(jié)，還是在測試環(huán)節(jié)，信號質量都值得關注。在本文中，我們主要來了解下影響信號質量的5大問題。

根據目前工作的結論，信號質量常見的問題主要表現(xiàn)在五個方面：過沖，回沖，毛刺，邊沿，電平。

過沖

過沖圖

過沖帶來的問題是容易造成器件損壞，過沖過大也容易對周圍的信號造成串擾。造成過沖大的原因是不匹配，消除的方法有始端串電阻或末端并阻抗（或電阻）。

毛刺

毛刺圖

毛刺作用在高速器件上，容易造成誤觸發(fā)、控制信號控制錯誤或時鐘信號相位發(fā)生錯誤等問題，毛刺脈沖帶來的問題多發(fā)生在單板工作不穩(wěn)定或器件替代后出現(xiàn)問題。造成毛刺的原因很多，比如邏輯冒險，串擾、地線反彈等，其消除的方法也不盡相同。

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邊沿

邊沿圖

邊沿速度緩慢發(fā)生在信號線上時，會造成數據采樣錯誤。其產生原因通常是輸出端容性負載過大（負載數量過多），輸出是三態(tài)時充（放）電電流小等原因。

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回沖

回沖圖

回沖產生的原因是信號線不匹配或多負載等原因，消除的方法是加匹配電阻或調整總線的拓撲結構。

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電平

電平圖

輸入電平幅度不符合要求時，會造成器件輸出錯誤。導致電平異常的原因主要有：輸出過載，電平不匹配，三態(tài)總線、總線沖突等原因。

擴展

工程師在進行信號質量測試時，應該具備以下三方面的知識：

1）對測量工具（示波器）有清楚的了解，要了解示波器的性能，掌握示波器及其探頭的使用，清楚信號質量異常的測試與示波器菜單設置間的配合關系。

2）對異常的信號形式有全面和清楚的認識，對異常信號的異常指標有了解。

3）對被測單板的原理電路有一定的認識和了解，要求能夠對信號進行分類，了解板上的關鍵器件、關鍵總線、關鍵信號的信號質量要求和相關時序參數。

責任編輯：haq