1、线电阻的电压降的影响——地电平(0电平)直流引起的低电平进步
图中虚线为进步的状况。进步起伏与IC的功耗巨细、IC密度、馈电方法、地线电阻(R) 、馈电的地线总电流有关。 ΔV地= ΔImes; ΔR
2、 信号线电阻的电压降的影响
a) IC输出管脚通过印制导线或电缆到另一IC的输入脚,输出低电平电流在印制导线或电缆电阻上引起一个低电平的举高,其值为ΔVOL=IOLmes;R 。 见图中的上面一条虚线。
清楚明了,低电平的举高与印制导线电阻值及输出低电平电流有关,如下图所示: B点的低电平比A点的低电平高
留意:当IC输出脚为低电平时,假如此器材不是驱动器, 而是一般器材,则因为输出低电平电流太大, 远大于器材手册给出的值,输出三极管将退出饱满区,进入作业区,使输出低电平举高许多。如下图中上面一条虚线所示:
端接电阻巨细
输出管饱满深度
输出管β值
b) IC输出管脚通过印制导线或电缆到另一个IC的输入脚,输出高电平电流在印制导线或电缆电阻上引起一个高电平的下降,其值为ΔVOH=IOHmes; R,见下图中高电平上的下面虚线:
IOH由下列要素决议:端接方法、端接电平、端接电阻巨细
R由下列要素决议:线宽、线厚、线长
清楚明了,高电平的下降与印制导线或电缆电阻值及输出高电平电流有关,如下图所示:
B点的高电平比A点的高电平要低
留意: IC输出脚为高电平时, 假如此器材不是驱动器,而是一般器材, 则因为输出高电平电流太大,远大于器材手册给出的值时,输出管也会退出饱满区,进入作业区,使输出高电平下降许多。如下图中下面一条虚线所示:
3、电源线电阻的电压降的影响
IC的电源电压(如+3.3V),假如体系中存在差值,当小于+3.3V时, 输出高电平将发生一个下降值, 如上图中高电平上的虚线所示:
因为体系电源有会集电源和涣散的电源模块之分,此差值不同,因为IC功耗的巨细、IC密度、馈电方法、电源线的馈电电阻值以及电源电流值,引起一个 ΔVCC (ΔVCC =ΔITImes;ΔR)
以上原因,使TTL信号波形变得离抱负波形很远了。 低电平大为进步了,高电平也大为下降了。 对这些值若不严加操控, 对体系作业的安稳牢靠作业是晦气的。此外,结温差,即不同功耗的器材的P-N结的温度不同,还会影响凹凸电平及门槛电平的改变也会影响体系作业。
除上面所说的直流成分之外,更为重要的是体系是以极高频率在作业,也便是说, 体系内的器材、导线有各种频率的, 各种转化速率的信号在动作、传递。 首先是相互之间的信号电磁藕合 (串扰) 和信号在不同特性阻抗传输途径上的反射, 以及电源, 地电平因为IC高频转化引起电流尖峰电平,使TTL信号波形变得更坏。
4、转化噪声
因为体系作业时, 器材以高频转化, 形成供电体系上有高频率改变的电流尖峰,而供电的电源线路和地线路都可看成是很小的电阻、电感、电容元件。电流尖峰值太大, 在它们上面会发生较大的沟通尖峰电压,其电源上的尖峰电压根本上会串扰到高电平上,而地电平上的尖峰电压会串扰到低电平上,如下图所示:IC内部相同存在这种尖峰电压。
5、串扰噪声
因为体系拼装越来越密, 印制导线之间的间隔越来越近,附近导线上有高速转化的电平信号。 如正跳变信号跳变的时刻tr和负跳变的时刻tf都很小,使得导线上已有信号上叠加一个较大的电磁藕合信号(串扰信号)。如下图中较大的尖峰信号。这些信号还包含插头座上的信号针之间的串扰信号以及电缆中信号之间的串扰。
决议要素:tr与tf值、线宽、线距离、(基材)介质的厚度、介质的介电常数、平行线长、堆叠线长、插头座信号针地针比、电缆信号线地线比。
6、 反射噪声
假如%&&&&&%之间的互连线比较长 (杂乱体系往往是这样) ,线的特性阻抗又不均匀,或许终端没有匹配,会引起反射,假如始端也不匹配, 则会来回 反射而形成振铃。 如下图所示:
决议要素:特性阻抗、匹配方法、失配巨细
终端反射系数、始端反射系数、线长
7、边缘畸变
假如信号频率升高到必定程度,也便是器材作业频率到达必定的高度极限,并且印制导线又较长或许负载%&&&&&%较大时, tr ≥tw上升时刻等于或大于脉冲宽度,信号畸变到没有凹凸电平平顶或许远离平顶。如下图所示(实线):
举例“仿真或示波器实测”均可验证。
决议要素:线宽、线长、基材介质厚度、介质介电常数、负载数、作业频率(脉宽)、tr数字信号的改变。评论了上面七条,可见其畸变不容忽视。假如任其自流,不严加约束,造出来的体系不可能安稳、牢靠的作业。