技术

随着半导体技术和深压微米工艺的不断发展,IC的开关速度目前已经从几十M H z增加到几百M H z,甚至达到几GH z。在高速PCB设计中,工程师经常会碰到误触发、阻尼振荡、过冲、欠冲、串扰等信号完整性问题。本文将探讨它们的形成原因、计算方法以及如何采用Allegro中的IBIS仿真方法解决这些问题。1信号完整性定义信号完整性(Signal Integrity,简称SI)指的是信号线上的信号质量。信号完整性差不是由单一因素造成的,而是由板级设计中多种因素共同引起的。破坏信号完整性的原因包括反射、振铃、地弹、串扰等。随着信号工作频率的不断提高,信号完整性问题已经成为高速PCB工程师关注的焦点。2反射2.1反射的形成和计算传输线上的阻抗不连续会导致信号反射,当源端与负载端阻抗不匹配时,负载将一部分电压反射回源端。差分线传输信号解决了不少问题。

为什么我的处理器漏电？这听起来像一个开放式问题。我处理过最常见情况是客户抱怨器件功耗大于数据手册所宣称的值。

记得有一次，客户拿着处理器板走进我的办公室，说它的功耗太大，耗尽了电池电量。由于我们曾骄傲地宣称该处理器属于超低功耗器件，因此举证责任在我们这边。我准备按照惯例，一个一个地切断电路板上不同器件的电源，直至找到真正肇事者，这时我想起不久之前的一个类似案例，那个案例的"元凶"是一个独自挂在供电轨和地之间的LED，没有限流电阻与之为伍。

开漏,就等于输出口接了个NPN三极管,并且只接了e,b. c极 是开路的,你可以接一个电阻到3.3V,也可以接一个电阻到5V,这样,在输出1的时候,就可以是5V电压,也可以是3.3V电压了.但是不接电阻上拉的时候,这个输出高就不能实现了.

推挽,就是有推有拉,任何时候IO口的电平都是确定的,不需要外接上拉或者下拉电阻.

PCB板，就是常说的印制板。在我校，把印制板翻成电原理图，作为一项基本功的教学训练，并取名叫驳图。在修理过程中，正确识别PCB是关键的一步。对于电子技术人员来说，要掌握的基本功较多，正确识别电原理图和印制板，是其中重要的一环。

现在的PCB板由于技术的成熟，可以做成单面板、双面板、多层板等。对于我们来说，多层板的识别很难。因此，这里的驳图，主要指识别单面板和双面板。

为此应首先了解元件的布局、元件的功能和单元电路功能的划分等。从大局出发进行分析、把握，做一些准备工作。

为了满足智能手机功能日益提高的数据需求，现代数字移动通信系统的基础设施必须持续发展以支持更宽的带宽和更快的数据转换。为实现高速的数据速率，数字转换器中的数字中频处理、包括DDC (数字下变频器)和DUC(数字上变频器)是其中主要的功能模块。这些数字功能可在DSP和FPGA中实现，某些大公司也会构建自己的数字中频处理ASIC。ADI公司正在将越来越多的此类数字中频处理模块集成到高速转换器IC中，从而大幅减轻设计工作，节省系统成本和功耗。本文探讨ADI公司IF和RF转换器中的集成DDC和DUC通道，并说明它们在实际应用中如何工作。

<strong>一、布局注意事项</strong>

（1） 结构设计要求 在 PCB 布局之前需要弄清楚产品的结构。

结构需要在 PCB 板上体现出来。比如腔壳的外边厚度大小，中间隔腔的厚度大小， 倒角半径大小和隔腔上的螺钉大小等等(换句话说，结构设计是根据 完成后的 PCB 上所画的轮廓（结构部分）进行具体设计的)。一般情 况，外边腔厚度为 4mm；内腔宽度为 3mm；点胶工艺的为 2mm；倒角 半径 2.5mm。以 PCB 板的左下角为原点，隔腔需在栅格 0.5 的整数倍， 最少需要做到栅格为 0.1 的整数倍。这样有利于结构加工商进行加工， 误差控制比较精确些。当然，这需要根据客户的要求来设计。

<strong>下图所示为 PCB 设计完成后的结构轮廓图：</strong>

想要设计出一款高性能的开关电源产品，要求开发人员思考如何在折中的基础上优化，在优化的基础上折中，使开发的电源产品达到最佳的性价比。本文就开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化和折中进行了深刻分析。

1：开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化

1）：功率级参数的优化：

在选定功率级拓扑后，可利用前面的知识和稳态工作点选择，对功率级参数进行优化，使得：

---开关功率器件的损耗最小；

---功率变压器和滤波电感、滤波电容等的体积最小；

---电源整机的功率密度最高；

---功率级的Layout最合理，等等。

在任何设计中，信号链精度分析都可能是一项非常重要的任务，必须充分了解。在本系列的第二部分中，我们讨论了在整个信号链累积起来并且最终会影响到转换器的多种误差。请记住，转换器是信号链的瓶颈，最终决定着信号的表示精度。因此，转换器的选择是设定系统整体要求的关键。在本文中，我们将以上述认识为基础，重点分析可能在给定信号链中累积的直流误差的类型。

在信号链中，可能会累积的误差有两类——即直流和交流误差。直流或静态误差(如增益和失调误差)有助于了解信号链的精度或灵敏度。交流类误差也称为噪声和失真，限制着系统的性能和动态范围。这两类误差都需要了解，因为二者最终决定着系统的分辨率。

本文将专门分析直流误差，根据其与无源和有源器件的关系，对每种不精确性进行细分。同时还将制作一份矩阵或电子表格，用以展示如何用不同的方法在信号中添加或累积误差。

在第一部分中，我们讨论了一般静态模数转换器的不精确性误差和涉及带宽的ADC不精确性误差。希望这些内容有助于加深读者对ADC误差以及这些误差如何影响信号链的理解。基于此，要记住的是，并非所有组件都是一样的——有源和无源器件均是如此，因此，无论系统最终选择了什么器件，模拟信号链中都会存在误差。

本文将描述精度、分辨率和动态范围之间的差异。本文还将揭示信号链内部的不精确性是如何累积并导致误差的。定义新设计的系统参数时，这些内容对于理解如何正确指定或选择一个ADC有着重要作用。

<strong>精度、分辨率与动态范围</strong>

许多转换器用户似乎在互换使用精度和分辨率这两个术语，但这种做法是错误的。精度和分辨率这两个术语并不相等，但是具有相关性，所以，不应互换使用。可以把精度和分辨率视为堂兄妹，但不是双胞胎。

<strong>高阻态</strong>

高阻态这是一个数字电路里常见的术语，指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，取决于它后面接的电路。

<strong>高阻态的实质：</strong>电路分析时高阻态可做开路理解。你可以把它看作输出（输入）电阻非常大。他的极限可以认为悬空。也就是说理论上高阻态不是悬空，它对地或对电源电阻极大。而实际应用上与引脚的悬空几乎是一样的。

电容是电路设计中最为普通常用的器件，也常常在高速电路中扮演重要角色。

电容的用途非常多，主要有如下几种：

1、隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。

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2、旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

当频率很高时，电容不再被当做集总参数看待，寄生参数的影响不可忽略。寄生参数包括Rs，等效串联电阻（ESR）和Ls等效串联电感（ESL）。

电容器实际等效电路如图1所示，其中C为静电容，1Rp为泄漏电阻，也称为绝缘电阻，值越大（通常在GΩ级以上），漏电越小，性能也就越可靠。因为Pp通常很大（GΩ级以上），所以在实际应用中可以忽略，Cda和Rda分别为介质吸收电容和介质吸收电阻。介质吸收是一种有滞后性质的内部电荷分布，它使快速放电后处于开路状态的电容器恢复一部分电荷。

ESR和ESL对电容的高频特性影响最大，所以常用如图1（b）所示的串联RLC简化模型，可以计算出谐振频率和等效阻抗：

模数转换器(亦称为ADC)广泛用于各种应用中，尤其是需要处理模拟传感器信号的测量系统，比如测量压力、流量、速度和温度的数据采集系统(仅举数例)。一般而言，这些信号属于时域签名，以脉冲或阶跃函数的形式出现。

在任何设计中，理解这些类型应用的总系统精度始终都是非常重要的，尤其是那些需要对波形中极小的灵敏度和变化进行量化的系统。理想情况下，施加于信号链输入端的每一个伏特都由ADC以数字表示一个伏特的输出。但是，事实并非如此。所有转换器和信号链都存在与此相关的有限数量误差。

本文描述与模数转换器本身相关的误差。本文还将揭示转换器内部的不精确性累积到何种程度即会导致这些误差。定义新设计的系统参数时，若测量精度极为重要，那么这些内容对于理解如何正确指定一个ADC有着重要作用。最后，本文将讨论一个简单的误差分析，帮助为设计选择正确的转换器。

学习使用就是理解单片机硬件结构，以及内部资源的应用，在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置，以及实现各种功能的程序编制。以下是小编的一些经验：

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<strong>第一步：数字I/O的使用</strong>

<font color="#FF0000">作者：Bill Schweber</font>

对大多数电气工程师而言，“电动机”是指电磁旋转运动单元。当需要线性运动而不是旋转运动时，工程师会考虑添加机械转换装置或者使用线性感应马达。然而，由于控制、公差、反向间隙等电气和机械问题，传统的电磁马达通常不能提供直线运动所需要的高精确（无论是转子马达、线性马达，不论是大是小）。幸运的是，目前有了一个可行的替代方案——压电马达，它广泛应用于需要精确控制的微小直线运动中。

传感器的数量在整个地球表面和人们生活周遭空间激增，提供世界各种数据讯息。这些价格亲民的传感器是物联网（IoT）发展和我们的社会正面临数字化革命，背后的驱动力。

然而，连接和获取来自传感器的数据并不总是直线前进或那么容易，以下有5个技巧以协助缓解工程师与传输接口到传感器的第一次战争。

<strong>技巧1―先从总线工具开始</strong>

电信和数据通信系统中常见的下一代路由器和交换机的复杂性和可扩展性不断提高，这给电源制造带来了压力，因为人们需要提供智能灵活、可横跨多种平台扩展的高效率电源解决方案。

系统设计师经常会需要几种基础架构变体，以能够提供高、中、低端系统，且每种系统都有一套不同的功能。可根据系统需要增设、移除或调整大小的器件类型实例包括；内容可寻址存储器 (CAM)、三元内容可寻址存储器 (TCAM)、专用集成电路 (ASIC)、全定制硅芯片和现场可编程门阵列 (FPGA)。

<strong>背景信息</strong>

<strong>CAM</strong>

<strong>形成干扰的基本要素有三个：</strong>

(1)干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

(2)传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

(3)敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号等。

抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。(类似于传染病的预防)

<strong>1、抑制干扰源</strong>

<font color="#FF0000">作者：组件事业总部 销售工程统括部 K.S</font>

电子元器件在被用于组装成各类电子设备而实际应用于市场时，需要面对外部各种应激反应。例如，电子设备掉落时引起的物理应变，冷热温差引起的热应变，通电时的电应变等。以这些外部应变为诱因，在产品使用时，有电子元器件发生故障的案例。因此，村田从各电子元器件的设计阶段开始，研究外部应变与故障发生的机理，并反馈至电子元器件的可靠性设计中。同时，通过把握外部应变的强度与故障发生的时间•概率之间的关系，确立"外部应变与故障发生的加速模型"，以便在更短的试验时间内可对电子元器件的耐用年数进行评价。

本期我将讨论在测量较低时钟频率的相位噪声和相位抖动时出现的一个非常常见的问题。在所有条件相同的情况下，我们通常期望分频的低频时钟产生比高频时钟更低的相位噪声。在数量上，你可能会记得这是20log（N）规则。

然而，20log（N）规则仅适用于相位噪声，而不适用于综合相位噪声或相位抖动。相位抖动通常应该大致相同。而且，由于我们的频率足够低，所以在实际测量中我们不会发现这种关系是成立的。所以本期的问题是 - 为什么会这样呢？

<strong>20log(N)规则</strong>

首先，是对20log（N）规则的快速回顾：