高速数字电路
高速ADC、DAC测试原理及测试方法
高速ADC/DAC测试原理及测试方法随着数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高，以及对于系统灵敏度等要求的不断提高，对于高速、高精度的ADC、DAC的指标都提出了很高的要求。
比如在移动通信、图像采集等应用领域中，一方面要求ADC有比较高的采样率以采集高带宽的输入信号，另一方面又要有比较高的位数以分辨细微的变化。
因此，保证ADC/DAC在高速采样情况下的精度是一个很关键的问题。
ADC/DAC芯片的性能测试是由芯片生产厂家完成的，需要借助昂贵的半导体测试仪器，但是对于板级和系统级的设计人员来说，更重要的是如何验证芯片在板级或系统级应用上的真正性能指标。
一、ADC的主要参数ADC的主要指标分为静态指标和动态指标2大类。
静态指标主要有：•Differential Non-Linearity (DNL)•Integral Non-Linearity (INL)•Offset Error•Full Scale Gain Error动态指标主要有：•Total harmonic distortion (THD)•Signal-to-noise plus distortion (SINAD)•Effective Number of Bits (ENOB)•Signal-to-noise ratio (SNR)•Spurious free dynamic range (SFDR)二、ADC的测试方案要进行ADC这些众多指标的验证，基本的方法是给ADC的输入端输入一个理想的信号，然后对ADC转换以后的数据进行采集和分析，因此，ADC的性能测试需要多台仪器的配合并用软件对测试结果进行分析。
下图是一个典型的ADC测试方案：如图所示，由Agilent 的ESG 或PSG 做为信号源产生高精度、高纯净度的正弦波信号送给被测的ADC 做为基准信号，ADC 会在采样时钟的控制下对这个正弦波进行采样，变换后的结果用逻辑分析仪采集下来。
ttl电路原理
ttl电路原理TTL电路原理。
TTL（Transistor-Transistor Logic）电路是一种常见的数字电路，它采用晶体管和二极管作为主要的元件，用于实现逻辑功能。
TTL电路广泛应用于数字系统中，例如计算机、通信设备、工业控制系统等。
本文将介绍TTL电路的基本原理、特点和应用。
TTL电路采用双极型晶体管作为放大器，由于其高速、低功耗和稳定的特点，因此在数字电路中得到了广泛的应用。
TTL电路的逻辑门包括与门、或门、非门等，它们可以实现各种逻辑功能。
TTL电路的输入电压范围为0~0.8V，表示逻辑低电平；输入电压范围为2~5V，表示逻辑高电平。
TTL电路的输出电压范围为0~0.4V，表示逻辑低电平；输出电压范围为2.4~5V，表示逻辑高电平。
TTL电路具有高速的特点，其响应速度快，能够实现高频率的工作。
此外，TTL电路的功耗较低，适合于大规模集成电路的应用。
TTL电路还具有良好的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境中稳定工作。
由于这些优点，TTL电路被广泛应用于数字系统中。
TTL电路在计算机系统中扮演着重要的角色，它被用于实现各种逻辑功能，例如数据处理、控制信号的生成和译码等。
此外，TTL电路还被应用于通信设备中，用于信号的处理和传输。
工业控制系统中也大量采用了TTL电路，用于控制和监测各种设备和工艺过程。
总之，TTL电路在数字系统中起着不可替代的作用。
总结一下，TTL电路是一种常见的数字电路，它采用晶体管和二极管作为主要的元件，具有高速、低功耗和稳定的特点。
TTL电路的逻辑门包括与门、或门、非门等，能够实现各种逻辑功能。
TTL电路在计算机系统、通信设备、工业控制系统等领域得到了广泛的应用。
希望本文能够帮助大家更好地理解TTL电路的原理和应用。
altium阻抗计算
altium阻抗计算Altium Designer 是一款功能强大的电子设计自动化软件，其在电路设计、原理图绘制、PCB布局和制造、仿真分析以及BOM管理等方面具有很高的能力。
在PCB布局设计中，特别是高速数字信号布局中，考虑到信号完整性的重要性，阻抗控制是必不可少的。
而准确计算阻抗是保证高速电路正确工作的关键。
首先，我们需要了解阻抗的概念。
在电路设计中，阻抗可以看作是电路对交流信号的总体阻力。
它包括电阻、电感和电容，阻抗的单位为欧姆（Ω）。
在高速数字电路设计中，主要关注电导和电容对信号传输的影响。
而阻抗匹配的目的是为了使信号源和负载之间的阻抗相等，以实现最佳信号传输。
为了准确计算阻抗，首先需要了解布线材料的参数。
最常见的PCB材料是常用于高速数字信号的 FR-4 材料。
FR-4 板的常见参数包括介电常数、介电损耗、表面电导率等。
根据这些参数，可以使用Altium Designer中的设计规则进行阻抗计算。
在Altium Designer中，计算单个传输线的阻抗可以使用Transmission Line Stackup工具。
通过设置PCB的层堆叠，输入电路宽度和距离，软件将自动计算出传输线的阻抗值。
当然，在进行阻抗计算时，还需要考虑到实际的布局和PCB层的地线规划，以确保阻抗控制的准确性。
另外，阻抗计算还需要考虑信号引脚结构，比如微带线、调频线等不同结构的阻抗计算方法略有不同。
对于微带线的阻抗计算，可以使用微带线阻抗计算器，根据输入信号线和地平面之间的距离、线宽、高度等参数，计算出阻抗值。
在阻抗计算过程中，仿真工具也是非常有用的辅助工具。
Altium Designer集成了Siemens公司的TINA工具，可以进行SPICE仿真。
通过建立合适的电路模型，并对高速数字信号进行仿真，可以验证设计的正确性。
在仿真过程中，可以通过观察信号波形和频谱响应等参数，判断信号的完整性，并根据仿真结果进行调整和优化。
数字电路的学术简写
数字电路的学术简写
数字电路是指由数字电路元件（比如与门、或门、非门、锁存器等）所组成的电路，用于数字信号的处理与转换。
数字电路的学术简
写为DC（Digital Circuitry）。
数字电路是现代电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信、控制、电力等领域。
在数字电路中，二进制表示是最为常用的，采用电
平高与电平低代表数字1和数字0。
数字电路不仅可以进行简单的逻辑运算，还可以实现复杂的计算和数据处理。
数字电路的设计和优化需要掌握一定的数字电子技术知识，如布
尔代数、半导体器件、计算机组成原理、EDA软件等。
数字电路的设计流程包括需求分析、电路设计、电路验证和集成测试等环节。
在设计
数字电路时，需要考虑电路的可靠性、速度、功耗等因素，以达到最
佳的性能指标。
数字电路技术不断发展，出现了越来越多的新型数字电路，如FPGA、ASIC等。
同时，数字电路也逐渐向高速、低功耗、可重构、集
成度高的方向发展。
数字电路的应用也渗透到了生活的各个领域，如
智能手机、智能家居、无人驾驶等，为人们的生活带来了便利和创新。
总之，数字电路作为现代电子技术的基础和核心，对现代社会的
发展和进步起到了关键作用。
对数字电路的深入研究和应用，不仅可
以为技术创新和产业升级带来动力，还可以为我们的生活带来更多的
便捷和可能。
PCB阻抗设计及计算教程
PCB阻抗设计及计算教程首先，我们需要了解什么是PCB阻抗。
在PCB设计中，阻抗是指电流在信号线上传播时所遇到的电阻和电感的综合效应。
在高频信号传输中，信号的衰减和失真与电路的阻抗密切相关。
为了设计出满足要求的阻抗，首先需要选择合适的 PCB 材料。
PCB材料的电性能参数直接影响到线宽和间隔的选择。
常用的 PCB 材料有FR-4、Rogers等。
接下来，我们来介绍几种常见的PCB阻抗设计计算方法。
1. 单条微带线（Microstrip）单条微带线是最常见的PCB传输线形式。
它是由一个导线和地板之间的基底（多层结构中还有介质层）组成，导线通常用铜来制作。
在设计单条微带线时，我们需要确定线宽和介电常数，通过下面的公式计算阻抗：Z = Zo/sqrt(Er)其中Z是阻抗，Zo是选择的参考阻抗，Er是介电常数。
2. 差分微带线（Differential Microstrip）差分微带线通常用于高速差分信号传输。
它与单条微带线的区别在于，它需要考虑两个导线之间的耦合效应。
差分微带线的阻抗计算可以通过类似于单条微带线的公式进行。
3.高速数字电路的阻抗设计在高速数字电路设计中，通常使用等电平微波阻抗设计方法。
这种方法是通过控制信号线两边的地形设计和调整线宽来实现的。
根据信号的上升时间和频率要求，可以通过仿真软件模拟不同线宽和间隔的组合，最终选择合适的参数。
4.使用在线计算工具除了手动计算，现在有很多在线工具可以帮助我们进行PCB阻抗设计。
这些工具通常基于已建立的模型和经验，可以快速准确地计算出所需的参数。
可以并使用可靠的在线PCB阻抗计算工具进行设计。
在实际应用中，还需要考虑布线的布局、信号线的分布和复杂网络中的设计等因素。
因此，除了以上介绍的基础阻抗设计和计算方法外，也需要结合实际情况进行综合考虑。
总之，PCB阻抗设计及计算是电子工程中非常重要且复杂的一部分。
只有确保阻抗的准确设计，才能保证信号传输的稳定性和可靠性。
微机原理sar
微机原理sarSAR即Successive Approximation Register，是一种数字电路，是一种常用的模拟转换器。
其原理是通过将模拟量与数字量相互转换，从而将模拟信号变成数字信号或者将数字信号转换成模拟信号。
SAR为高速数据转换提供了一种简单的方法，是数字系统中常用的一种模数转换器。
SAR的工作原理：SAR的工作原理是通过逐步逼近和比较的方式，在比较器和延迟触发器的协同作用下，逐步对输入的模拟量进行量化。
对于一个n位数字信号来说，从最高位开始，将最高位的值设为1，然后将其与模拟信号进行比较，如果比较的结果是模拟信号大于阈值，则这一位就会被置1，否则便被置0。
那么下一位便重复这一过程，直到最低位都被处理完毕，最后得到的结果即为输入模拟量对应的数字量。
1. SAR的转换速度非常快，由于采取了逐步逼近的方法，可以在非常短的时间内完成转换。
2. SAR转换的精度非常高，通常是12位到16位。
3. SAR采用了高压、低功耗电路设计，电源电压很低，消耗非常少的能量。
4. SAR具有较高的抗噪性能，可以对噪声进行一定的抑制。
1. SAR电路复杂，需要大量的逻辑门以及高速时钟信号的控制，成本比较高。
2. SAR在进行高速转换时，容易出现误码，因为逐步逼近的过程中，每一位都需要等待一定的时间，而且任何一个时钟信号漏掉都会引起误码。
3. SAR的分辨率不够高，只能到达16位，因此无法满足某些特殊应用领域的需求。
1. SAR适用于高速、高精度的信号处理。
2. SAR通常被应用于模数转换器和数字化万用表中。
3. SAR也被广泛应用于模拟对数字的控制系统中。
4. SAR可以用于对传感器信号进行处理，如转换温度测量、声音呼叫等实际应用。
总之，SAR是数字电路中非常重要的一种模数转换器，具有高精度、高速度、低功耗等优点，被广泛应用于各种数据采集、采样和控制系统中。
ad 缝合孔 约束
ad 缝合孔约束AD缝合孔约束是指在数字电路设计中，使用自适应差分（AD）缝合孔技术来解决布线问题的一种约束方法。
本文将介绍AD缝合孔约束的原理、优势以及应用案例。
一、AD缝合孔约束的原理在高速数字电路设计中，信号的传输速度和频率越来越高，布线变得越来越困难。
信号在传输过程中会产生信号完整性问题，如时钟抖动、信号衰减和串扰等。
AD缝合孔约束技术通过合理设计缝合孔的位置和参数，可以改善信号完整性，提高电路的可靠性和性能。
AD缝合孔约束的原理主要包括两个方面：信号传输线的阻抗匹配和串扰抑制。
在设计中，通过控制缝合孔的位置和尺寸，使信号传输线的阻抗与驱动器和接收器的阻抗匹配，从而减少信号的反射和衰减。
同时，缝合孔的存在可以改变信号传输线的电场和磁场分布，减小信号之间的串扰。
二、AD缝合孔约束的优势1. 提高信号完整性：AD缝合孔约束技术可以有效减少信号的反射和衰减，提高信号的传输质量，降低信号抖动和时钟偏差，从而提高电路的可靠性和性能。
2. 减小串扰：AD缝合孔约束技术可以改变信号传输线的电场和磁场分布，减小信号之间的串扰，提高电路的抗干扰能力，降低误码率。
3. 灵活性高：AD缝合孔约束技术可以根据不同的设计需求，灵活地调整缝合孔的位置和尺寸，适应不同布线环境和信号传输要求。
4. 成本低：AD缝合孔约束技术可以在不增加额外硬件成本的情况下实现信号完整性的改善，降低了设计和生产成本。
三、AD缝合孔约束的应用案例AD缝合孔约束技术已广泛应用于高速数字电路设计中，下面将介绍两个应用案例。
1. 高速通信芯片设计：在高速通信芯片设计中，信号的传输速率往往非常高，需要解决信号完整性和串扰等问题。
通过使用AD缝合孔约束技术，可以改善信号的传输质量，提高电路的性能和可靠性。
2. 高性能处理器设计：在高性能处理器设计中，时钟抖动和信号完整性问题对性能影响较大。
通过使用AD缝合孔约束技术，可以减小时钟抖动，提高时钟的稳定性和准确性，从而提高处理器的性能。
pecl电平标准
pecl电平标准PECL（Positive Emitter-Coupled Logic）是一种常用的电平标准，主要应用于高速数字电路中。
PECL电平标准广泛应用于通信领域，特别是在传输速率要求高、抗噪声性能良好的场合。
本文将对PECL电平标准进行介绍，以帮助读者更好地理解和应用该标准。
一、PECL电平标准简介PECL电平标准是一种差分信号电平标准，即信号线上同时存在正极性和反极性的电压。
它采用了差分信号传输方式，在信号传输过程中克服了传统单端信号传输方式的许多弊病，如抗噪声性能强、传输速率高等。
二、PECL电平标准的特点1. 差分信号传输：PECL电平标准采用了差分信号传输方式，信号线上同时传输正和反相信号。
这种差分传输方式的优点是可以抵消传输线路中的共模噪声，从而提高了传输质量。
2. 电压幅度大：PECL电平标准的工作电压范围为2.0V至5.8V，较单端电平标准的工作电压范围更大。
这使得PECL电平标准在抗噪声干扰和传输距离上具有更好的性能。
3. 传输速率高：PECL电平标准的传输速率可以达到几百兆赫兹，甚至更高。
这使得它在高速数据通信和同步电路中得到广泛应用。
三、PECL电平标准的应用领域PECL电平标准广泛应用于高速数字电路和通信领域中，主要包括以下几个方面：1. 高速数据通信：PECL电平标准可以通过差分传输方式实现高速数据通信，满足大容量、高速率的数据传输需求。
例如，在光纤通信系统中，PECL电平标准可与光发射器和光接收器配合使用，实现高速、稳定的数据传输。
2. 同步电路：PECL电平标准在同步电路中有广泛的应用。
由于其传输速率高，抗噪声能力强，适用于高速时钟信号的分配和同步信号的传输。
3. 测试与测量设备：PECL电平标准在测试与测量领域中也比较常见。
例如，在高速数字信号采集系统中，使用PECL电平标准可以实现高速、准确的信号采集。
四、PECL电平标准的优势与挑战尽管PECL电平标准在高速数字电路领域应用广泛，但它也存在一些挑战。
hct芯片
hct芯片HCT芯片是一种数字集成电路芯片，其全称为High-speed CMOS(TTL Compatible)。
HCT芯片在数字电路中广泛应用于时序电路和逻辑电路中，具有高速性能和电平兼容性的特点。
HCT芯片采用高速CMOS技术，具有低功耗、高速和高噪声抗干扰能力等优点。
它能够提供高速的数据传输和处理能力，在数字信号处理、计算机存储和通信控制等领域中被广泛使用。
HCT芯片的工作电压一般为5伏特，但也有一些型号的芯片可以在3.3伏特的电压下工作。
它的工作频率一般在20MHz至100MHz之间，可以满足大多数数字电路的需求。
HCT芯片的输入和输出电平是兼容的，它可以和TTL （Transistor-Transistor logic）芯片直接连接使用，而无需额外的电平转换电路。
这就使得HCT芯片在系统设计中能够更加灵活和便捷。
HCT芯片的逻辑门类型包括与门、或门、非门、异或门等，以及它们的衍生逻辑门如与非门、或非门和异或非门等。
这些逻辑门可以用于实现各种功能模块，如时钟发生器、计数器、多路选择器等。
HCT芯片还提供了一些特殊功能的模块，如锁存器、触发器和移位寄存器等。
这些模块可以用于存储和处理数据，提供更强大的功能和更高的灵活性。
HCT芯片的应用范围很广，可以用于数字通信、计算机网络、工业自动化、消费电子和汽车电子等领域。
例如，在数字通信系统中，HCT芯片可以用于实现调制解调器、码分多址系统和数字信号处理器等。
此外，HCT芯片还支持串行通信接口，如SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）等。
这些接口可以实现芯片之间的数据传输和控制，使得系统设计更加方便。
总之，HCT芯片是一种高性能的数字集成电路芯片，具有高速性能和电平兼容性的特点。
它在时序电路和逻辑电路中应用广泛，为数字电路的设计和实现提供了很多便利。
什么是数字电路_优点有哪些
什么是数字电路_优点有哪些 ⽤数字信号完成对数字量进⾏算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，那么你对数字电路了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是数字电路的内容，希望⼤家喜欢! 数字电路的简介 数字电路具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以⼜称数字逻辑电路。
现代的数字电路由半导体⼯艺制成的若⼲数字集成器件构造⽽成。
逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。
存储器是⽤来存储⼆进制数据的数字电路。
从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两⼤类。
从教学⽅法上看，数字电路可以分为邵通天和邵通地两⼤类。
数字电路的分类 按功能来分： 组合逻辑电路 简称组合电路，它由最基本的逻辑门电路组合⽽成。
特点是：输出值只与当时的输⼊值有关，即输出惟⼀地由当时的输⼊值决定。
电路没有记忆功能，输出状态随着输⼊状态的变化⽽变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。
时序逻辑电路 简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输⼊)或器件组合⽽成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。
时序电路的特点是：输出不仅取决于当时的输⼊值，⽽且还与电路过去的状态有关。
它类似于含储能元件的电感或电容的电路，如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。
按电路有⽆集成元器件来分，可分为分⽴元件数字电路和集成数字电路。
按集成电路的集成度进⾏分类，可分为⼩规模集成数字电路(SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、⼤规模集成数字电路(LSI)和超⼤规模集成数字电路(VLSI)。
按构成电路的半导体器件来分类，可分为双极型数字电路和单极型数字电路。
数字电路的特点 1、同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以⼆进制逻辑代数为数学基础，使⽤⼆进制数字信号，既能进⾏算术运算⼜能⽅便地进⾏逻辑运算(与、或、⾮、判断、⽐较、处理等)，因此极其适合于运算、⽐较、存储、传输、控制、决策等应⽤。
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摘要:随着微电子技术的快速发展高速数字电路器件不断涌现在如今的电子设计领域高速数字电路设计已逐渐成为主流。
当系统工作在如此高的速度时将产生传输线效应和信号的完整性问题。
合理设计电路消除或者减小以上影响信号完整性的因素提高高速数字信号的信号质量是目前高速数字电路设计工程师所面临的主要问题。
关键词:高速数字电路;阻抗;频率
1高速数字电路的定义
高速数字电路通常是指由于信号的高速变化而使得数字电路中的模拟特性如导线的电感、电容等发生作用的电路。
一般认为工作频率超过50MHz的电路是高速电路。
还有一种定义方法是根据信号边沿变化的速度来定义。
信号边沿的谐波频率比信号本身的频率高是信号快速变化的上升沿与下降沿(或称信号的跳变)引发了传输的非预期结果。
因此通常约定如果线传播延时大于驱动端数字信号上升时间的1/2则认为此类电路是高速电路并产生传输线效应。
高速信号的定义也可以由信号的上升沿速度决定设Tr为信号上升时间Tpd为信号线传播延时定义为:当Tr≥4Tpd为安全区域;当2Tpd≤Tr≤4Tpd信号落在不确定区域;当Tr≤2TPd信号落在问题区域。
对于落在不确定区域及问题区域的信号会出现信号质量的突变。
一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时间的信号可视为高速信号设计时应采用高速数字电路的设计方法。
2 时间和频率
在低频时普通互连线可有效地将两电路短路。
而在高频时情况则不同。
在高频时仅有宽而平的导体能短路两个电路。
相同的一根导线在低频情况下能有效地短路电路而在高频时这根导线会产生太大的电感以至于它不能用来使电路短路。
我们可以用它作为高频电感线圈而不能作为高频短路电路。
一个10-12Hz的正弦波需要30C联〕年完成一个周期。
在10-12Hz时晶体管-晶体管逻辑门电路(TTL)的正弦波在一天变化少于lV的百万分之一。
这是一个非常低的频率但也不是全为0。
如果把频率大幅度提高时间周期会变得非常短某些电气参数将会发生变化。
例如在1KHz 时一段短的接地导线经测量得到的电阻是0.01Ω而由于趋肤效应在1GHz时其电阻增加到了1.0Ω。
不仅如此还得到了50Ω的感抗。
为了从频谱角度分析问题引入转折频率(记为几动的概念。
对于任何数字信号转折频率与其数字边沿的上升(和下降)时间有关而与它的时钟速率无关。
上式中Fknee为转折频率数字脉冲的大部分能量集中在该频率以下。
Tr为脉冲上升时间。
上升时间越短转折频率越高;上升时间越长转折频率越低。
任何数字信号的时域特性主要由Fknee频率以下的信号频谱决定根据这一原理我们可以定性地推导出数字电路的两个重要特性:任何在Fknee频率以内(包括Fknee频率)具有一个平坦频率响应的电路可以允许一个数字信号凡乎无失真地通过。
数字电路在Fknee频率以上的频率特性对于它如何处理数字信号几乎没有影响。
3 时间和距离
电信号在导线和印刷电路板走线中的传播速度取决于其周围的介质。
传播延迟的大小以皮秒瑛寸印s方对为单位它是传播速度的倒数。
导线的传播延迟与其周围介质的介电常数的平方根成比例增加。
导线的时间延迟仅指信号传播过整个线长所用的时间总量。
下列公式表明了传播速度、传播延迟、时间延迟和介电常数之何的关系:
其中v为传播速度c为光速εt为介电常数x为传输线长度PD为传播延迟TD为信号在传输线上传播x长度的时间。
布线的几何结构决定了其电场是驻留在电路板内还是进入
空气中。
当电场停留在电路板中时实际的介电常数增大因而信号传播较慢。
当一个电路走线的环绕电场被封闭在电路板内两个地平面间时其环绕电场完全驻留在电路板内。
对于典型的FR-4印刷电路板材料形成的实际介电常数为4.5。
当电路走线位于印刷电路板的外表层时(外层走线)它的电场一部分存在于空气中而另一部分存在于FR-4基板材料中由此形成的介电常数一般在2.8和4.5之间。
因此印刷电路板外层走线的传播速度比内层走线快。
4 四种类型的电抗
有四个电路概念将高速数字电路与低速数字电路区分开来它们是电容、电感、互容和互感。
这四个概念是描述和理解数字电路元件在高速电路中的特性的基础。
在高速数字电路中通常使用阶跃响应来研究电容和电感。
通过观察阶跃响应并运用以下三个经验法则可描述出被测设备的特征:电阻器显示的是一个平坦的阶跃响应。
在计时起点输出电压上升到一个固定值并保持不变。
电容器显示的是一个上升的阶跃响应。
在计时起点阶跃响应从零开始但随后上升为一个满幅值的输出。
电感器显示的是一个下降的阶跃响应。
在计时起点输出立即升至满幅值随后逐渐衰减到零。
阶跃响应作为时间的一个函数我们可以根据其是否保持为常数上升还是下降就可以描述任
何一个电路元件的特性并且分别将这些元件划分为电阻性的、电容性的或电感性的。
电抗的效应(电容和电感)可以进一步细分为普通的和相互的两种类型。
普通类型的电容和电感描述的是独立电路元件似端器件)的特性。
互容和互感的概念描述的是一个电路元件对另一个电路元件的影响。
在数字电路中互容和互感通常会引起不必要的串扰我们应该尽量使其最小化。
5 高速数字电路的信号完整性定义
信号完整性(Signal Integrity简称SI)是指在信号线上的信号质量。
差的信号完整性不是由单一因素导致的而是板级设计中多种因素共同引起的。
主要的信号完整性问题包括反射、振铃、地弹、串扰等。
源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射负载会将一部分电压反射回源端。
布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素均会导致此类反射。
信号的振铃和环绕振荡由线上过度的电感和电容引起振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。
在电路中有大的电流涌动时会引起地弹如大量芯片的输出同时开启时将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声这样会在真正的地平面上产生电压的波动和变化这个噪声会影响其它元器件的动作。
负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。
串扰是两条信号线之间的祸合信号线之
间的互感和互容引起线上的噪声。
容性祸合引发祸合电流而感性祸合引发祸合电压。
PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
6 特性阻抗
传输线的特性阻抗与定义为线上任意点电压波和电流波的比率即V/I=Z0。
图1所示为一条传输线的二种表示法。
图1a所示为用RLCG*单元建模的长度为dz的传输线微分段并且用一个阻抗为Z0的器件终结。
RLCG单元的特性阻抗被定义为电压V和电流I的比率如图1a所示。
假定负载而完全等于RLCG单元的特性阻抗图1a所示可以用图4b所示的无限长传输线表示。
图1a 中的终端岛简单表示了组成整个传输线模型的无限个阻抗为Z0的附加RLCG片段。
从电压源看过去图1a和b是没有区别的。
利用这个简化就可以导出无限长传输线的特性阻抗。
其中R为每单位长度欧姆L为每单位长度亨利G为每单位长度西门子C为每单位长度法拉而ω为每秒弧度。
参考文献
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