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      電子發燒友網>電子資料下載>通信網絡>高速數字電路設計及EMC設計

      高速數字電路設計及EMC設計

      2014-06-17 | pdf | 1009KB | 次下載 | 免費

      資料介紹

      高速數字電路設計及EMC設計。
      目 錄?
      1. 高速數字電路設計.......................................................................................................................... 5?
      1.1 何謂高速數字信號 ..................................................................................................................5?
      1.2 微帶線 帶狀線的概念..............................................................................................................5?
      1.2.1 微帶線 Microstrip ......................................................................................................5?
      1.2.2 帶狀線 Stripline .........................................................................................................6?
      1.2.3 經驗數據...........................................................................................................................6?
      1.2.4 同軸線 coaxial cable ..................................................................................................6?
      1.2.5 雙絞線 twisted-pair cable ..........................................................................................7?
      1.2.6 等間隔的電容負載的影響...............................................................................................7?
      1.3 常見高速電路.............................................................................................................................8?
      1.3.1 ECL Emitter Coupled Logic 電路...............................................................................8?
      1.3.2 CML Current Mode Logic 電路.................................................................................9?
      1.3.3 GTL Gunning Transceiver Logic 電路.....................................................................10?
      1.3.4 BTL Backplane Transceiver Logic 電路..................................................................10?
      1.3.5 TTL Transistor Transistor Logic 電路......................................................................11?
      1.3.6 模數轉換電路 線接收器............................................................................................12?
      1.4 常見電路匹配措施...................................................................................................................12?
      1.4.1 反射.................................................................................................................................12?
      1.4.2 終端匹配.........................................................................................................................13?
      1.4.3 始端匹配.........................................................................................................................15?
      1.5 高速電路設計一般原則和調試方法.......................................................................................16?
      1.5.1 同步邏輯設計.................................................................................................................16?
      1.5.2 了解選用器件的輸入 輸出結構 選用恰當的匹配電路 在考慮節省功耗 電路 又
      能容許的情況下 可適當地引入失配 ..............................................................................19?
      1.5.3 對極高速率 300MHz 以上 的信號 一般建議選用互補邏輯 以降低對電源的要
      求 ..........................................................................................................................................19?
      1.5.4 了解每一根高速信號電流的流向 電流環 .............................................................19?
      1.5.5 信號的布線 電源和地層的分割 是否符合微帶線 帶狀線的要求 高速信號要
      有回路地相配 不是屏蔽地 ..............................................................................................19?
      1.5.6 電源濾波.........................................................................................................................19?
      1.5.7 對很高速度的信號要估算其走線延遲 .....................................................................19?
      1.5.8 在滿足速度要求的前提下 盡量選用工作速率低的器件 .....................................19?
      1.5.9 差分線盡量靠近走線.....................................................................................................19?
      1.5.10 測試方法 選擇有 50 輸入的高速示波器 一般自制一個探頭 測量點應盡量靠
      近所觀察的位置或者需要該信號的實際位置 一般不建議測輸出端的信號波形 與實際
      ?2 使用的位置有一定差別 ......................................................................................................19?
      1.5.11 ringing, crosstalk, radiated noise —— 數字系統的三種噪聲....................................19?
      1.5.12 數字信號的絕大部分能量 功率譜密度 集中在 fknee之內...................................19?
      1.5.13 延時 FR4 PCB outer trace: 140~180 ps/inch inner trace: 180 ps/inch ..........20?
      ?1.5.14 集總參數與分布參數系統..........................................................................................20?
      1.5.15 互感 耦合電容的作用 干擾 ..............................................................................20?
      1.5.16 ECL電路的上升時間 下降時間的計算..................................................................20?
      1.5.17 在數字系統中 耦合電容引起的串擾比起互感引起的串擾要小 ......................21?
      1.5.18 傳輸通道包括器件封裝 PCB 布局 連接器 至少在 fknee 的范圍內要有平坦的
      頻響 以保證信號不失真 否則信號在收端可能會遇到上升時間劣化 過沖 振鈴 lump
      等現象 ..................................................................................................................................21?
      1.5.19 阻容負載對電流變化的作用......................................................................................21?
      1.5.20 噪聲容限 noise immunity 以 10H189 器件為例................................................22?
      ?1.5.21 地反彈 ground bounce .......................................................................................23?
      1.5.22 寄生電容 Stray Capacitance 的影響 對于高輸入阻抗電路影響尤為嚴重...........23?
      1.5.23 示波器探針的電氣模型..............................................................................................24?
      1.5.24 21:1 探針 ...................................................................................................................25?
      1.5.25 趨膚效應 skin effect 在高頻時導線表面附近的電流密度加大 而中心部分的
      電流密度減小 趨膚效應使得導線對高頻信號的衰減增大 趨膚效應的頻率與導體的材
      料有關 ..................................................................................................................................25?
      1.5.26 對低頻信號 電流流經電阻最小的路徑 對高頻信號 回流路徑的電感遠比其電
      阻重要 高頻電流流經電感最小的路徑 而非電阻最小的路徑 最小電感回流路徑正好
      在信號導線的下面 以減小流出和流入電流通路間的環路面積 ..................................25?
      1.5.27 負載電容對上升時間的影響......................................................................................26?
      1.5.28 直流匹配和交流匹配的功耗比較..............................................................................27?
      1.5.29 電源系統設計原則......................................................................................................27?
      1.5.30 TTL和 ECL 的混合系統要注意.................................................................................27?
      1.5.31 電源線上的電磁輻射防護..........................................................................................28?
      1.5.32 旁路電容的選取和安裝 ..........................................................................................28?
      1.5.33 連接器對高速系統的影響..........................................................................................28?
      1.5.34 總線 ..........................................................................................................................30?
      2 電磁兼容性 Electromagnetic Compatibility ........................................................................... 32?
      2.1 關于電磁兼容性的基本原理...................................................................................................32?
      2.1.1 下面的電路布局有什么問題 .....................................................................................32?
      2.1.2 走線可穿過回流平面的縫隙嗎 No .......................................................................33?
      2.1.3 走線的電感和電容.........................................................................................................33?
      2.1.4 接地的作用 .................................................................................................................34?
      2.1.5 信號參考點應在何處接至基底(chassis)......................................................................35?
      2.1.6 周期信號........................................................................................................................36?
      ?3 2.1.7 EMC 三要素...................................................................................................................36?
      2.1.8 共模和差模.....................................................................................................................38?
      2.1.9 減小噪聲的措施............................................................................................................39?
      2.2 信號完整性――減小串擾和信號畸變...................................................................................39?
      2.2.1..........................................................................................................................................39?
      2.2.2 屏蔽................................................................................................................................40?
      2.2.3 信號畸變........................................................................................................................41?
      2.3 通過濾波減小直流電源噪聲...................................................................................................41?
      2.3.1..........................................................................................................................................42?
      2.3.2 If DC power planes can’t be used, then lumped decoupling capacitors must be sized and?
      placed correctly. .......................................................................................................................42?
      2.3.3 多層 PCB 表貼電容 串聯電感在何處 ...............................................................43?
      2.3.4 How to distribute DC power from a single supply to both analog and digital circuits?..43?
      2.4 元件放置與信號層分配...........................................................................................................44?
      2.5 Reducing conducted & radiated emission & susceptibility........................................................46?
      2.6 電路板 EMC 準則總結............................................................................................................48?
      2.6.1 Component Placement ....................................................................................................48?
      2.6.2 DC Power Distribution....................................................................................................48?
      2.6.3 Routing of Signal Output and Return Paths....................................................................49?
      2.6.4 Signal Integrity – Reducing Crosstalk and Distortion.....................................................49?
      2.6.5 High Frequency Transmission Lines...............................................................................50?
      2.6.6 Reducing Conducted and Radiated Emissions................................................................50
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