高速數(shù)字設(shè)計(jì)第一章基本原理

前 第1章基本原 頻率和時(shí) 時(shí)間和距 普通電 普通電 共模電 共模電 對(duì)于低速數(shù)字電路設(shè)計(jì)，這本書沒有什么用，因?yàn)榈退匐娐分校?0'、'1'都是很干凈的。1章:響。這些無源器件包括導(dǎo)線、電路板和組成數(shù)字產(chǎn)品的集成電路。在低速設(shè)計(jì)中，這些部件單純的只是電路的一部分，根本不用多做考慮，可是在高速設(shè)計(jì)中，這些部件對(duì)電路的性能有著直接的影響。如果一個(gè)正弦波的頻率是10－12HZ，也就是說他完成一個(gè)周期需要30000年。這樣的一個(gè)波入是隨機(jī)的。在這個(gè)例子中10-90%上升時(shí)間叫做Tr，是時(shí)鐘周期的1%。 式子中：Fknee：拐彎頻率Tr：脈推論1、所有對(duì)低于或等于Fknee的頻率響應(yīng)都是均勻的電路，能夠不失真的傳輸相應(yīng)的數(shù)當(dāng)我們使用kekne部使用kne圖 我們知道一個(gè)電路的高頻響應(yīng)影響它的瞬件處理（比如上升時(shí)間）。而低頻響應(yīng)則影響電路的長時(shí)間處理（比如一個(gè)長的穩(wěn)定脈沖）。圖1.2顯示了一個(gè)電路的高低頻響應(yīng)特性。我們從特殊頻率點(diǎn)Fknee分析圖1.2，在頻率Fknee時(shí)電容C的電抗是：1/C2πFknee。我們可 Fknee=0.5/表1.1電信號(hào)在不同中的傳輸延PCB走線周圍的電場(chǎng)是全部都在板上的，因而使得FR-4的絕緣系數(shù)典型值為4.5。而最外層PCB走線由于與空氣接觸使得絕緣系數(shù)在1和4.5之10KHECL信號(hào)的上升沿，這些門的上升時(shí)間約為1.0ns，當(dāng)信號(hào)在FR-4內(nèi)部走線上傳輸時(shí)，上升圖1.3畫出了一系列沿著10英寸直導(dǎo)線的傳輸電位圖。在左邊輸入一個(gè)1ns的上升沿，脈沖升時(shí)間大小比值作為區(qū)分特征。對(duì)于PCB點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和總線走線，如果線長度小于信號(hào)傳輸有效長度圖 上升沿長度：L=上升時(shí)間/帶寬。根據(jù)不同的廠家可能引入的概念是3-dBRMS（等價(jià)噪音）。不管是那種情時(shí)間，這里的常數(shù)K從0.36變化到0.55，取決于不同的脈沖類型，跟3.6式子比起來有稍微增大：師使用變換，一種專門的SPICE仿真使用線性微分方程，而數(shù)字工程師則一般使用階躍圖1.4示意了一個(gè)雙端器件的典型的階躍響應(yīng)測(cè)量方法。用一個(gè)輸出阻抗為Rs歐姆的階躍圖 圖 圖 例子 圖1.6（UT）0.5*0.7層之上0.08-1.-o阻，同時(shí)還串了一個(gè)1K電阻來驅(qū)動(dòng)DUT。1K電阻把DUT和信號(hào)源開來了。使得驅(qū)動(dòng)源的輸出在信號(hào)發(fā)生器的輸出串50歐姆的電阻，降低由于Testjig與信號(hào)源輸出阻抗不可避免的失配而導(dǎo)致的在源電纜上的來回反射。使用backtermination可以削弱源信號(hào)的反射，首先是在它從testjig反射回來的時(shí)候，然后是從信號(hào)源的backtermination電阻反射并返回測(cè)量設(shè)備時(shí)。backtermination雖電阻作為21:1這樣安排的好處在后面的示波器探頭一節(jié)中有介紹。輸入輸出電纜的長度都使用的示波器是TEK11403,自動(dòng)記錄的波形10-90%上升時(shí)間是818ps，測(cè)得的幅值是圖 圖 圖1.9的光標(biāo)是波形的63％上升時(shí)間處，可以讀出來，從開始到這點(diǎn)的時(shí)間是23.5ns，由于 圖1.9使用63圖1.1030（TL0歐姆）0((圖1.10圖1.11例子 圖1.12500歐姆電容測(cè)試裝置的開環(huán)電路響應(yīng)圖1.13是7.6歐姆測(cè)試裝置的等效電路。圖1.137.6歐姆測(cè)試裝置的等價(jià)電根據(jù)測(cè)得的衰減常數(shù)，利用關(guān)系式可以算出DUT 圖1.157.6 注入到電路B的電流與電路A的電壓變化成正比，如下 直接用乘以對(duì)地阻抗即可。這個(gè)假設(shè)忽略了其它電路對(duì)共模電容的影響。 ,固定的上升時(shí)間為，接收電路B的阻抗為 ，和驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形的上升時(shí)間，然后得到乘 在這個(gè)電的總干擾。假設(shè)每個(gè)干擾是2%，旁邊共有5個(gè)干擾源，那么TTL電路中的干擾電壓可1.16 圖1.17兩個(gè)1/4w共模電 圖1.182、在電流環(huán)B中我們可以計(jì)算出由A過來的磁場(chǎng)大小，穿過B的磁場(chǎng)強(qiáng)度成為“磁通量”，圖1.19共模電感的耦合過程的4生翻轉(zhuǎn)。對(duì)于A也是一樣。如果通過B的磁通量正好與B的方向平行，這時(shí)候通過B的磁通量會(huì)是 ,固定