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使用Allegro SI分析串擾

admin @ 2014-03-26 , reply:0

概述

1概要   高速電路板在進行信號完整性分析的時候,和反射一起的串擾雜訊的影響也必須考慮。本文將介紹串擾雜訊的理論基礎及如何使用AllegroPCBSI對串擾進行分析:2所……

1 概要
    高速電路板在進行信號完整性分析的時候,和反射一起的串擾雜訊的影響也必須考慮。 本文將介紹串擾雜訊的理論基礎及如何使用Allegro PCB SI對串擾進行分析:

2 所謂串擾雜訊
 
※ Aggressor・・・入侵網路
※ Victim・・・受害網路

    眾所周知,信號傳輸線路周圍有電磁場發生。當有多個傳輸線并行布線時,各自的電磁場互相作用、信號間的能量相互作用產生的信號波動。我們稱為串擾雜訊。
    引起串擾雜訊的原因、與耦合電容(互感電容) 與耦合電感(互感電感)是密切相關的。
    互容是引起串擾的一個重要因素,互容是兩導體間簡單的電場耦合,這種耦合在電路模型中以互容的形式表現出來。互容將產生一個與入侵線上電壓變換率成正比的雜訊電流到受害線:
    互感是受到Aggressor導線上電流產生的電磁場的影響,在靜止的Victim導線上產生感應電流的現象。感應電流一部分向Victim導線的近端(驅動器方向)產生正向的近端串擾,同時一部分感應電流流向Victim導線的遠端(接受器方向)產生反向的遠端串擾。
    這種現象很容易讓人聯想到,傳輸線路像一條平靜的河面,電場像水,信號像船,傳輸線路的耦合程度像岸堤的高度(高的岸堤耦合就弱)、波浪的大小表示串擾雜訊的大小。A河,B河,C河的3個河排列流動的時候、考慮如果當船沿著正中的B河前進。
 
    船前進的話水被推到前方、前方的波浪比較激烈(這個和遠端串擾對應)。船後方、是與船一起伸長的航跡。(這個和近端串擾對應。)
    如果B河發生了的波浪、會流向岸堤內的A河。另一方面、波浪不易進入岸堤高的C河,而產生波浪。試著考慮如果在這裡,船前進的速度變化了,船的速度上升的話根據船的前進發生的波浪將變得更大、作為結果A河的波浪也變大。
    其次,試著考慮B河和并行流的距離長的情況、并行流的距離長、那麼流入的水也就多、作為結果A河的波浪變得大。
    上面是串擾雜訊一個形象的概述,下面我們就用模擬的方法去確認串擾雜訊的行為。

3 Allegro PCB SI的串擾解析方法
   
Aggressor網路是并行網路中的3個的線路正中、左右2邊為Victim網路的拓撲學(下圖參照) 分析Victim網路的接收器波形的串擾雜訊。
 
下圖為此次的模擬傳送線路的板層構成 
 

3.1   做線路長度的SWEEP分析
    用Allegro PCB SI模擬從10~50mm以10mm為間隔,做線路長度的sweep分析的結果。

3.1.1 互感電容
 
互感電容和導線間距成反比。

3.2.2 互感電感
 
互感電感和導線間距成反比。

3.2.3 串擾量
 
串擾量和導線間距成反比。

3.2.4 串擾波形
3.2.4.1 Aggressor網路的接收器波浪形
 
根據分配導線間距離的變化,線路的特性阻抗也將變動,根據波形的顯示,過衝量不會有太多的差異。

3.2.4.2 Victim網路接收端波形
 
導線間距變大的話,Victim網路的串擾雜訊變得小。這是受互感電容和互感電感都變得小的影響。

3.2.4.3 Victim驅動器端波形
 
接收器方面的串擾雜訊同樣變小,串擾雜訊的大小如圖所示。

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