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​如何理解PCB电路的传输线效应及分类?一文教你!

2022-11-28 09:33
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传输线效应是高速PCB设计中的常见现象,也属于信号完整性(SI)问题,但是很多小白不清楚高速PCB电路中的传输线效应,导致所设计的PCB电路板上有很严重的信号干扰现象,所以了解传输线效应,可以更好地抑制电磁干扰。

1、反射信号

如果一根走线没有被正确终结(终端匹配),那么来自于驱动端的信号脉冲在接收端被反射,从而引发不预期效应,使信号轮廓失真。当失真变形非常显著时可导致多种错误,引起设计失败。同时,失真变形的信号对噪声的敏感性增加了,也会引起设计失败,如果上述情况没有被足够考虑,EMI将显著增加,这就不单单影响自身设计结果,还会造成整个系统的失败。

反射信号产生的主要原因:过长的走线、未被匹配终结的传输线、过量电容或电感及阻抗匹配。

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2、延时和时序错误

信号延时和时序错误表现为:信号在逻辑电平的高低门限之间变化时保持一段时间信号不跳变,过多的信号延时可能导致时序错误和器件功能的混乱。

通常在有多个接收端时会出现问题,电路设计时必须确定最坏情况下的时间延时以确保设计的正确性。

信号延时产生的原因:驱动过载,走线过长。

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3、多次跨越逻辑电平门限错误

信号在跳变的过程中可能多次跨越逻辑电平门限从而导致这一类型的错误。多次跨越逻辑电平门限错误是信号振荡的一种特殊形式,即信号的振荡发生在逻辑电平门限附近,多次跨越逻辑电平门限会导致逻辑功能错乱。

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4、串扰

串扰的主要表现在一根信号线上有信号通过时,在PCB板上与之相邻的信号线上将感应出相关的信号,称之为串扰。

信号线距离地线越近,线间距越大,产生的串扰信号越小。异步信号和时钟信号更容易产生串扰,因此消除串扰的最佳方法是移开发生串扰的信号或屏蔽被严重干扰的信号。

5、电磁辐射

电磁辐射,即EMI,产生的问题包含本身过量的电磁辐射及受周五电磁辐射干扰两方面。EMI表现为当数字系统家电运行时,会对周五环境辐射电磁波,从而干扰周围环境中电子设备的正常工作,或是对周五电磁干扰过于敏感。


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