信号完整性问题的11个基本原则(伯格丁原则)
信号完整性问题的11个基本原则
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提高高速产品设计的关键是:充分利用分析工具实现准确的性能预估,使用测量手段验证设计过程,降低风险并提高所采用设计工具的可信度。
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将问题的实质与表面现象剥离开的唯一可行途径是:采用经验法则,解析近似,数值仿真工具或测量工具获得数据,这是工程实践的本质要素。
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任何一段互联,无论线长和形状,也无论信号的上升边如何,都是一个由信号路径和返回路径构成的传输线。一个信号在沿着互联前进的每一步,都会感受到一个瞬时阻抗。如果阻抗恒定为常数,比如具有均匀横截面传输线的情况,那么其信号质量将会获得奇迹般的改善。
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把“接地”这个术语忘掉,由于它所造成的问题比用它解决问题还要多。每一路都有返回路径。抓住“返回路径”,像对待信号路径一样去寻找并处理返回路径,这样有助于培养解决问题的直觉能力。
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当电压变化时,电容器上就有电流流动。对于快速变化的前沿,即使印制电路板边沿和悬空导线之间的空气间隙形成的边缘线电容,都有可能拥有较低的阻抗。
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电感与阻扰电流周围的磁力线匝数有本质的联系。只要电流与磁力线的匝数发生改变,在导线的两端就会产生电压。这一电压是导致反射噪声,串扰,开关噪声,地弹,轨道塌陷及电磁干扰的根源之一。
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当流经地回路电感上的电流发生变化时,在接地回路导线上产生的电压称为是地弹。它是造成开关噪声和电磁干扰的内在机理。
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以同频率的方法作为参照,信号带宽是指的有效正弦波分量的最高频率值。互联模型的带宽是指在这个最高的正弦频率上,模型仍然准确的预估互联的实际性能。在使用模型进行分析时,一定不要让信号的带宽超过模型的带宽。
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除了少数情况之外,信号完整性公式中给出的是定义或者近似。在特别需要准确的场合就不使用近似。(经典)
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有损传输线引起的问题是上升边退化。由于集肤深度和介质损耗,损耗随着频率的升高而增加。如果损耗随着频率的升高而保持不变,上升边就不会发生变化,这时的有损线只是增添了一些不便而已。
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影响研发进度并造成产品交货推迟,是企业付出的最昂贵的代价。