宁波专业做公司网站的科技公司,互联网服务平台登录,高端网站建设上,网络公司运营是做什么的信号的上升时间#xff0c;对于理解信号完整性问题至关重要#xff0c;高速pcb设计中的绝大多数问题都和它有关#xff0c;很多信号完整性问题都是由信号上升时间短引起的#xff0c;你必须对他足够重视。 信号上升时间并不是信号从低电平上升到高电平所经历的时间#xf…信号的上升时间对于理解信号完整性问题至关重要高速pcb设计中的绝大多数问题都和它有关很多信号完整性问题都是由信号上升时间短引起的你必须对他足够重视。 信号上升时间并不是信号从低电平上升到高电平所经历的时间而是其中的一部分。对于信号上升时间通常有两种第一种定义为10-90上升时间即信号从高电平的10%上升到90%所经历的时间。另一种是20-80上升时间即信号从高电平的20%上升到80%所经历的时间。两种都被采用。
带宽是指被测信号幅值衰减到0.707倍时对应的频带宽度。幅度的平方即为功率平方后为0.5倍带宽也即功率衰减到一半时的频带宽度。
重要的是我们必须建立这样的概念上升时间对电路性能有重要的影响只要小到某一范围就必须引起注意哪怕是一个很模糊的范围。没有必要精确定义这个范围标准也没有实际意义。因此只需记住现在的芯片加工工艺使得这个时间很短已经到了ps级你应该重视他的影响的时候了。
随着信号上升时间的减小反射、串扰、轨道塌陷、电磁辐射、地弹等问题变得更严重噪声问题更难于解决。 信号上升时间的减小从频谱分析的角度来说相当于信号带宽的增加也就是信号中有更多的高频分量正是这些高频分量才使得设计变得困难。互连线必须作为传输线来对待从而产生了很多以前没有的问题。因此学习信号完整性你必须有这样的概念信号陡峭的上升沿是产生信号完整性问题的罪魁祸首。 对于数字电路输出的通常是方波信号。方波的上升边沿非常陡峭根据傅立叶分析任何信号都可以分解成一系列不同频率的正弦信号方波中包含了非常丰富的频谱成分。如下图周期性方波信号的傅里叶级数展开为
可以用实验来直观的分析方波中的频率成分看看不同频率的正弦信号是如何叠加成为方波的。下图是7次谐波合成的波形21次谐波合成的波形以及41次谐波合成的波形。这里可以直观的看到叠加的谐波成分越多波形就越像方波。
因此如果叠加足够多的谐波我们就可以近似的合成出方波。下图是叠加到217次谐波后的波形。已经非常近似方波了不用关心角上的那些毛刺那是著名的吉博斯现象这种仿真必然会有的但不影响对问题的理解。这里我们叠加谐波的最高频率达到了21.7GHz。
在通过下图我们可以看到谐波分量越多上升沿越陡峭。或从另一个角度说如果信号的上升边沿很陡峭上升时间很短那该信号的带宽就很宽。上升时间越短信号的带宽越宽。红色是基频3次谐波5次谐波7次谐波后的上升边沿黑色是一直叠加到217次谐波后的波形上升边沿。
这里说一下最终合成的方波其波形重复频率就是100MHz。叠加谐波只是改变了信号上升时间。信号上升时间和100MHz这个频率无关换成50MHz也是同样的规律。如果你的电路板输出数据信号只是几十MHz你可能会不在意信号完整性问题。但这时你想想信号由于上升时间很短频谱中的那些高频谐波会有什么影响记住一个重要的结论影响信号完整性的不是波形的重复频率而是信号的上升时间。
