较,如果在Slow模式下得到的Switchdelay都小于计算得到的值,并且在Fast的模式下得到的Switchdelay的值都大于计算得到的值,就可以得出我们真正需要的两个器件之间的时延范围Propdelay。在具体器件布放的时候,如果器件的位置不合适,在对应的时延表中那部分会显示红色,当把其位置调整合适后将会变成蓝色,表示信号在器件之间的延时已经满足Propdelay规定的范围了。
3.3 信号完整性的解决方案
随着各种PCB仿真软件的出现,通过仿真指导布局来解决信号完整性问题成为行之有效的途径。首先在电路设计方案中,设计者可有多种选择,并能通过设计同步切换输出数量,各单元的最大dI/dt和dV/dt等工作来控制信号的完整性,也可为高扇出功能块,如时钟驱动器选择使用差分信号。在布线过程中,可以通过在SpecctraQues中设置约束条件来使布线符合规定条件,以得到对于延迟的准确预测。对电路进行电路仿真 这在现代高速PCB板设计中显得尤为重要,而且它具有的最大优点是显而易见,给设计师科学、准确和直观的设计结果,便于及时更改与纠正,缩短了设计时间,降低了成本设计者应对相关因素作出估计,建立合理的模型。随着时钟频率的增加,这将成为一项关键的确认和验证步骤。在现 代高速PCB设计中, 保持信号完整性对设计者来说越来越富有挑战性。 号完整性要求。
第四章 传输线原理
简单的说,传输线是由两条有一定长度的导线组成。如信号在走线上的传输时间大于电平跳变上升/下降时间的一半,则该走线判定为传输线。
4.1 传输线模型
平行传输线如下图所示:
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图4.1
信号路径和返回路径所在的传输线不可能是理想的导体,因此它们都有有限的电阻,电阻的大小由传输线的长度和横截面积决定。任何传输线都可以划分为一系列串接线段。同样的在传输线之间的介质也不可能是理想的绝缘体,漏电流总是存在的,可以用单位长度传输线的漏电流来衡量。
如果AB导线间的电压不随时间而变化,在AB导线就会存在静态电场。由静电学原理可知,由静电场产生的电压为:
V??E?dl
如果两导线上带有等量、极性相反的自由电荷,根据库仑定律,导线间的静电场为:
E?Q
4??r2Q是自由电荷量,?是介电常数,r是导线间距。传输线上的电荷以及其间的电压构成了电容:
C?Q V由于电容量会随传输线的长度线性增加,在分析中运用传输线的单位长度电容。
导线中的电流会在周围产生磁场,由安培定律有:
?H?dl?I
?Idl?r 34?r12
由毕奥-沙伐尔定律有: dB?
H是磁场强度,B是磁通密度,?是磁导率。
如果导线间的磁通量随时间变化,传输线上就会产生感应电压,由法拉第定律有:
V?d?di?L dtdt综上所述,传输线模型段由串联电阻和电感、并联电容组成,如下图:
图4.2
从电路分析的角度讲,以上三种结构安排是等价的,实际的传输线模型由无数多个短线段组成,短线段的长度趋于零。由一系列短传输线段组成的传输线模型如下:
图4.3
4.2 传输线的特性阻抗
考虑短线段上的电阻和电感,其阻抗为: Zs?l(R?j?L) 同样的综合电容和电导,其阻抗为: ZP?11? YPl(G?j?C)在下图中假设传输线的长度无限大,每一小段传输线的阻抗是相等的,即: Z1?Z2?Z3?????Zn
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图4.4
对于均与传输线,当信号在上面传输时,在任何一处所受到的瞬态阻抗是相同的,称之为传输线的特性阻抗。所以上图可以简化为下图:
图4.5
由上面的讨论可知传输线的输入阻抗和特性阻抗必然相等,即: Zin?Z0
由上图的电路结构知: Zin?Zs?求解上式得:
Z0ZP?Z0
Z0?ZPZ?ZS?4ZSZP Z0?S
2根据ZS和ZP的定义,可得: Z0?2l(R?j?L)12R?j?L ?l(R?j?L)2?422G?j?C因为l很小,所以上式可以简化为: Z0?
R?j?L?ZSZP
G?j?C14
在低频情况下,比如信号频率小于1KHz时,特性阻抗为: Z0?R G当信号频率很高,比如大于100MHz时,?L和?C远大于R和G,所以上式进一步简化为:
Z0?L C
第五章 反射的理论分析和仿真
如果信号沿互连线传播时所受的瞬态阻抗发生变化,则一部份信号将被反射,另一部份信号发生失真并继续传播下去。
5.1 反射形成机理
信号沿传输线传播时,其路径上的每一步都有相应的瞬态阻抗,无论是什么
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