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信号完整性信号完整性:接收端容性负载的反射.doc

信号完整性信号完整性:接收端容性负载的反射

picaqiu
2018-09-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《信号完整性信号完整性:接收端容性负载的反射doc》,可适用于工程科技领域

信号完整性:接收端容性负载的反射时间::来源:未知作者:于博士信号的接收端可能是集成芯片的一个引脚也可能是其他元器件。不论接收端是什么实际的器件的输入端必然存在寄生电容接受信号的芯片引脚和相邻引脚之间有一定的寄生电容和引脚相连的芯片内部的布线也会存在寄生电容另外引脚和信号返回路径之间也会存在寄生电容。    好复杂这么多寄生电容!其实很简单想想电容是什么?两个金属板中间是某种绝缘介质。这个定义中并没有说两个金属板是什么形状的芯片两个相邻引脚也可以看做是电容的两个金属板中间介质是空气不就是一个电容么。芯片引脚和PCB板内层的电源或地平面也是一对金属板中间介质是PCB板的板材常见的是FR材料也是一个电容。呵呵搞来搞去还是回到了最基础的部分。高手不要笑太简单了。不过确实很多人看到寄生电容就感到有点晕理解不透所以在这里啰嗦一下。回到正题下面研究一下信号终端的电容有什么影响。将模型简化用一个分立电容元件代替所有寄生电容如图所示。 图我们考察B点电容的阻抗情况。电容的电流为:    随着电容的充电电压变化率逐渐减小(电路原理中的瞬态过程)电容的充电电流也不断减小。即电容的充电电流是随时间变化的。电容的阻抗为: 因此电容所表现出来的阻抗随时间变化不是恒定的。正是这种阻抗的变化特性决定了电容对信号影响的特殊性。如果信号上升时间小于电容的充电时间最初电容两端的电压迅速上升这时阻抗很小。随着电容充电电压变化率下降充电电流减小表现为阻抗明显增大。充电时间无穷大时电容相当于开路阻抗无穷大。     阻抗的变化必然影响信号的反射。在充电的开始一段时间阻抗很小小于传输线的特性阻抗将发生负反射反射回源端A点的信号将产生下冲。随着电容阻抗的增加反射逐渐过渡到正反射A点的信号经过一个下冲会逐渐升高最终达到开路电压。     因此电容负载使源端信号产生局部电压凹陷。精确波形和传输线的特性阻抗、电容量、信号上升时间有关。     对于接收端很明显就是一个RC充电电路不是很严谨但是和实际情况非常相似。电容两端电压即B点电压随RC充电电路的时间常数呈指数增加(基本电路原理)。因此电容对接收端信号上升时间产生影响。     RC充电电路的时间常数为这是B点电压上升到电压终值的即所需的时间。B点电压~上升时间为 如果传输线特性阻抗为欧姆电容量pF则~充电时间为ns。如果信号上升时间小于ns那么B点电压上升时间主要由电容充电时间决定。如果信号上升时间大于ns末端电容器作用是使上升时间进一步延长增加约ns(实际应比这个值小)。图显示了终端电容负载对驱动端和接受端产生影响的示意图放在这里让大家能有个感性的认识。 图     至于信号上升时间增加的精确值是多少对于电路设计来说没必要只要定性的分析有个大致的估算就可以了。因为计算再精确也没实际意义电路板的参数也不精确!对于设计者来说定性分析并了解影响大致估算出影响在那个量级能给电路设计提供指导就可以了其他的事软件来做吧。举个例子如果信号上升时间ns电容使信号上升时间增加远小于ns比如ns那么这么一点点增加可能不会有什么影响。如果电容造成的上升时间增加很多那可能就会对电路时序产生影响。那么多少算很多?看看电路的时序余量吧这涉及到电路的时序分析和时序设计。     总之接收端电容负载的影响有两点:     、   使源端(驱动端)信号产生局部电压凹陷。     、   接收端信号上升时间延长。     在电路设计中这两点都要考虑。

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