通常認為如果數字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHZ~50MHZ,而且工作在這個頻率之上的電路已經占到了整個電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3),就稱為高速電路。實際上,信號邊沿的諧波頻率比信號本身的頻率高,是信號快速變化的上升沿與下降沿(或稱信號的跳變)引發(fā)了信號傳輸的非預期結果。因此,通常約定如果線傳播延時大于1/2數字信號驅動端的上升時間,則認為此類信號是高速信號并產生傳輸線效應。
信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間,如上升或下降時間。信號從驅動端到接收端經過一段固定的時間,如果傳輸時間小于1/2的上升或下降時間,那么來自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅動端。反之,反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅動端。如果反射信號很強,疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態(tài)。
上面我們定義了傳輸線效應發(fā)生的前提條件,但是如何得知線延時是否大于1/2驅動端的信號上升時間? 一般地,信號上升時間的典型值可通過器件手冊給出,而信號的傳播時間在PCB設計中由實際布線長度決定。下圖為信號上升時間和允許的布線長度(延時)的對應關系。
PCB 板上每單位英寸的延時為 0.167ns.。但是,如果過孔多,器件管腳多,網線上設置的約束多,延時將增大。通常高速邏輯器件的信號上升時間大約為0.2ns。如果板上有GaAs芯片,則比較大布線長度為7.62mm。設Tr 為信號上升時間, Tpd 為信號線傳播延時。如果Tr≥4Tpd,信號落在安全區(qū)域。如果2Tpd≥Tr≥4Tpd,信號落在不確定區(qū)域。如果Tr≤2Tpd,信號落在問題區(qū)域。對于落在不確定區(qū)域及問題區(qū)域的信號,應該使用高速布線方法。
簡單的版圖設計可以用手工實現,復雜的版圖設計需要借助計算機輔助設計(CAD)實現。優(yōu)良的版圖設計可以節(jié)約生產成本,達到良好的電路性能和散熱性能。就是高速電路的相關原理知識,相信對大家的學習有所幫助。如果需要詳細了解請登陸gaspari.cn或者致電13714278005微信同號