信号完整性分析中反射的研究与应用

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随着电子技术和集成电路技术的不断进步,数字系统的时钟速率越来越高,信号边缘速率越来越快,PCB系统已不再像以往设计中仅仅只是支撑电子元器件的平台,而变成了一个高性能的系统结构。从电气性能角度看,高速信号间的互连不再是畅通和透明的了,高速PCB的导线互连和板层特性对系统的影响已不能被简单忽略。如何处理由高速信号互连线引起的反射、串扰、开关噪声等信号完整性问题,确保信号传输的质量,是一个设计能否成功的关键。本文主要研究信号完整性问题中的反射,并将其应用于显卡的RGB输出电路中,主要进行了工作如下:   1、本文基于信号完整性基本理论,对反射、串扰和同步开关噪声等信号完整性问题进行分析。分析这些问题产生的原因以及各种相应问题的解决方法。   2、分析了反射产生的机理。重点分析了短串接传输线产生的反射,容性负载的反射,感性突变产生的反射以及分析这些反射在何种情况下将会对系统信号完整性造成影响,通过分析反射产生的机理对通常情况下降低反射噪声的一些方法进行深入的研究,例如我们可以使用点对点拓扑的通用端接策略来减小反射。   3、用PSPICE软件对RGB输出电路滤波器进行仿真。不断地改变滤波器的电容电感值,从而得出在何种情况下电路能够达到较为完美的阻抗匹配,当阻抗达到匹配状态时,信号将不会产生反射。分析时域仿真波形及频域仿真波形,得出当信号的上升时间越短,信号的带宽就会越宽,从而信号的质量将会越好。   4、对显卡RGB输出电路进行分析、仿真和测试。对电路进行不断分析与改进,提出切实可行的阻抗匹配方案,以及减小反射噪声的方法。使用PSPICE软件对电路进行仿真,从而验证设计能够达到阻抗匹配。最后通过实际测试波形证明所提出控制反射的方法的正确性。
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