方波信號

方波信號：就是指電路系統中信號的質量，如果在要求的時間內，信號能不失真地從源端傳送到接收端，我們就稱該信號是方波信號。

基本介紹

• 中文名：方波信號
• 解釋：電路系統中信號的質量
• 包括：反射、振盪、地彈、串擾
• 特點：不失真

定義

方波信號：就是指電路系統中信號的質量，如果在要求的時間內，信號能不失真地從源端傳送到接收端，我們就稱該信號是方波信號。

信號具有良好的方波信號是指當在需要的時候，具有所必需達到的電壓電平數值。差的方波信號不是由某一單一因素導致的，而是板級設計中多種因素共同引起的。主要的方波信號問題包括反射、振盪、地彈、串擾等。

基本概念

傳輸線（Transmission Line）

由兩個具有一定長度的導體組成迴路的連線線,我們稱之為傳輸線,有時也被稱為延遲線。

集總電路（Lumped circuit）

在一般的電路分析中,電路的所有參數,如阻抗、容抗、感抗都集中於空間的各個點上,各個元件上,各點之間的信號是瞬間傳遞的,這種理想化的電路模型稱為集總電路。

分散式系統(Distributed System)

實際的電路情況是各種參數分布於電路所在空間的各處,當這種分散性造成的信號延遲時間與信號本身的變化時間相比已不能忽略的時候,整個信號通道是帶有電阻、電容、電感的複雜網路,這就是一個典型的分布參數系統。

上升/下降時間（Rise/Fall Time）

信號從低電平跳變為高電平所需要的時間,通常是量度上升/下降沿在10%-90%電壓幅值之間的持續時間,記為Tr。

截止頻率（Knee Frequency）

這是表征數字電路中集中了大部分能量的頻率範圍（0.5/Tr）,記為Fknee,一般認為超過這個頻率的能量對數位訊號的傳輸沒有任何影響。

特徵阻抗（Characteristic Impedance）

交流信號在傳輸線上傳播中的每一步遇到不變的瞬間阻抗就被稱為特徵阻抗,也稱為浪涌阻抗,記為Z0。可以通過傳輸線上輸入電壓對輸入電流的比率值(V/I)來表示。

傳輸延遲（Propagation delay）

指信號在傳輸線上的傳播延時,與線長和信號傳播速度有關,記為tPD。

微帶線（Micro-Strip）

指只有一邊存在參考平面的傳輸線。

帶狀線（Strip-Line）

指兩邊都有參考平面的傳輸線。

趨膚效應（Skin effect）

指當信號頻率提高時,流動電荷會漸漸向傳輸線的邊緣靠近,甚至中間將沒有電流通過。與此類似的還有集束效應,現象是電流密集區域集中在導體的內側。

反射（Reflection）

指由於阻抗不匹配而造成的信號能量的不完全吸收,發射的程度可以有反射係數ρ表示。

過沖/下沖（Over shoot/under shoot）

過沖就是指接收信號的第一個峰值或谷值超過設定電壓——對於上升沿是指第一個峰值超過最高電壓;對於下降沿是指第一個谷值超過最低電壓,而下沖就是指第二個谷值或峰值。

振盪

在一個時鐘周期中,反覆的出現過沖和下沖,我們就稱之為振盪。振盪根據表現形式可分為振鈴（Ringing）和環繞振盪,振鈴為欠阻尼振盪,而環繞振盪為過阻尼振盪。

匹配（Termination）

指為了消除反射而通過添加電阻或電容器件來達到阻抗一致的效果。因為通常採用在源端或終端,所以也稱為端接。

串擾

串擾是指當信號在傳輸線上傳播時,因電磁耦合對相鄰的傳輸線產生的不期望的電壓噪聲干擾,這種干擾是由於傳輸線之間的互感和互容引起的。

信號回流（Return current）

指伴隨信號傳播的返回電流。

自禁止（Self shielding）

信號在傳輸線上傳播時,靠大電容耦合抑制電場,靠小電感耦合抑制磁場來維持低電抗的方法稱為自禁止。

前向串擾（Forward Crosstalk）

指干擾源對犧牲源的接收端產生的第一次干擾,也稱為遠端干擾(Far-end crosstalk)。

後向串擾（Forward Crosstalk）

指干擾源對犧牲源的傳送端產生的第一次干擾,也稱為近端干擾(Near-end crosstalk)。

禁止效率（SE）

是對禁止的適用性進行評估的一個參數,單位為分貝。

吸收損耗

吸收損耗是指電磁波穿過禁止罩的時候能量損耗的數量。

反射損耗

反射損耗是指由於禁止的內部反射導致的能量損耗的數量,他隨著波阻和禁止阻抗的比率而變化。

校正因子

表示禁止效率下降的情況的參數,由於禁止物吸收效率不高,其內部的再反射會使穿過禁止層另一面的能量增加,所以校正因子是個負數,而且只使用於薄禁止罩中存在多個反射的情況分析。

差模EMI

傳輸線上電流從驅動端流到接收端的時候和它回流之間耦合產生的EMI,就叫做差模EMI。

共模EMI

當兩條或者多條傳輸線以相同的相位和方向從驅動端輸出到接收端的時候,就會產生共模輻射,既共模EMI。

發射頻寬

即最高頻率發射頻寬,當數字積體電路從邏輯高低之間轉換的時候,輸出端產生的方波信號頻率並不是導致EMI的唯一成分。該方波中包含頻率範圍更寬廣的正弦諧波分量,這些正弦諧波分量是工程師所關心的EMI頻率成分,而最高的EMI頻率也稱為EMI的發射頻寬。

電磁環境

存在於給定場所的所有電磁現象的總和。

電磁騷擾

任何能引起裝置、設備或系統性能降低或者對有生命或者無生命物質產生損害作用的電磁現象。

電磁干擾

電磁騷擾引起設備、傳輸通道和系統性能的下降。

電磁兼容性

設備或者系統在電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。

系統內干擾

系統中出現由本系統內部電磁騷擾引起的電磁干擾。

系統間干擾

有其他系統產生的電磁干擾對一個系統造成的電磁干擾。

靜電放電

具有不同靜電電位的物體相互接近或者接觸時候而引起的電荷轉移。

建立時間（Setup Time）

建立時間就是接收器件需要數據提前於時鐘沿穩定存在於輸入端的時間。

保持時間（Hold Time）

為了成功的鎖存一個信號到接收端,器件必須要求數據信號在被時鐘沿觸發後繼續保持一段時間,以確保數據被正確的操作。這個最小的時間就是我們說的保持時間。

飛行時間（Flight Time）

指信號從驅動端傳輸到接收端,並達到一定的電平之間的延時,和傳輸延遲和上升時間有關。

Tco

是指器件的輸入時鐘邊緣觸發有效到輸出信號有效的時間差,這是信號在器件內部的所有延遲總和,一般包括邏輯延遲和緩衝延遲。緩衝延遲（buffer delay）：指信號經過緩衝器達到有效的電壓輸出所需要的時間

時鐘抖動（Jitter）

時鐘抖動是指時鐘觸的,和後期布線沒有關係。

時鐘偏移（Skew）

是指由同樣的時鐘產生的多個子時鐘信號之間的延時差異。

假時鐘

假時鐘是指時鐘越過閾值(threshold)無意識地改變了狀態(有時在VIL 或VIH之間)。通常由於過分的下沖(undershoot)或串擾(crosstalk)引起。

其它

電源完整性(Power Integrity)： 指電路系統中的電源和地的質量。

同步開關噪聲（Simultaneous Switch Noise）：指當器件處於開關狀態,產生瞬間變化的電流（di/dt）,在經過回流途徑上存在的電感時,形成交流壓降,從而引起噪聲,簡稱SSN。也稱為Δi噪聲。

地彈（Ground Bounce）：指由於封裝電感而引起地平面的波動,造成晶片地和系統地不一致的現象。同樣,如果是由於封裝電感引起的晶片和系統電源差異,就稱為電源反彈（Power Bounce）。