《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高速電路的原理及作用

2020-03-30
來(lái)源:電源網(wǎng)

    很多地方都用到高速電路,,那么它是做什么的呢,?高速電路,這個(gè)做什么滴?電路處理的信號(hào)頻率足夠高,,使得傳輸線對(duì)該頻率表現(xiàn)的阻抗足以對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響,,工作在這種頻率上的電路就叫做高速電路,。

   

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    1.什么是高速電路

    通常認(rèn)為如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過(guò)45MHZ~50MHZ,而且工作在這個(gè)頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個(gè)電子系統(tǒng)一定的份量(比如說(shuō)1/3),,就稱為高速電路,。實(shí)際上,信號(hào)邊沿的諧波頻率比信號(hào)本身的頻率高,,是信號(hào)快速變化的上升沿與下降沿(或稱信號(hào)的跳變)引發(fā)了信號(hào)傳輸?shù)姆穷A(yù)期結(jié)果,。因此,通常約定如果線傳播延時(shí)大于1/2數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)端的上升時(shí)間,,則認(rèn)為此類信號(hào)是高速信號(hào)并產(chǎn)生傳輸線效應(yīng),。

    信號(hào)的傳遞發(fā)生在信號(hào)狀態(tài)改變的瞬間,如上升或下降時(shí)間,。信號(hào)從驅(qū)動(dòng)端到接收端經(jīng)過(guò)一段固定的時(shí)間,,如果傳輸時(shí)間小于1/2的上升或下降時(shí)間,那么來(lái)自接收端的反射信號(hào)將在信號(hào)改變狀態(tài)之前到達(dá)驅(qū)動(dòng)端,。反之,,反射信號(hào)將在信號(hào)改變狀態(tài)之后到達(dá)驅(qū)動(dòng)端。如果反射信號(hào)很強(qiáng),,疊加的波形就有可能會(huì)改變邏輯狀態(tài),。

    2.高速信號(hào)的確定

    上面我們定義了傳輸線效應(yīng)發(fā)生的前提條件,但是如何得知線延時(shí)是否大于1/2驅(qū)動(dòng)端的信號(hào)上升時(shí)間? 一般地,,信號(hào)上升時(shí)間的典型值可通過(guò)器件手冊(cè)給出,,而信號(hào)的傳播時(shí)間在PCB設(shè)計(jì)中由實(shí)際布線長(zhǎng)度決定。下圖為信號(hào)上升時(shí)間和允許的布線長(zhǎng)度(延時(shí))的對(duì)應(yīng)關(guān)系,。

    PCB 板上每單位英寸的延時(shí)為 0.167ns.,。但是,如果過(guò)孔多,,器件管腳多,,網(wǎng)線上設(shè)置的約束多,延時(shí)將增大,。通常高速邏輯器件的信號(hào)上升時(shí)間大約為0.2ns,。如果板上有GaAs芯片,則最大布線長(zhǎng)度為7.62mm,。設(shè)Tr 為信號(hào)上升時(shí)間,, Tpd 為信號(hào)線傳播延時(shí)。如果Tr≥4Tpd,信號(hào)落在安全區(qū)域,。如果2Tpd≥Tr≥4Tpd,,信號(hào)落在不確定區(qū)域。如果Tr≤2Tpd,,信號(hào)落在問(wèn)題區(qū)域,。對(duì)于落在不確定區(qū)域及問(wèn)題區(qū)域的信號(hào),應(yīng)該使用高速布線方法,。

    簡(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn),,復(fù)雜的版圖設(shè)計(jì)需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本,,達(dá)到良好的電路性能和散熱性能,。就是高速電路的相關(guān)原理知識(shí),相信對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,。

    

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