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电子设备接地规范之信号回路的构成

更新时间  2021-03-16 15:56 阅读

频率较高时,不论信号紧靠的是电源平面还是地平面,信号的返回电流总是沿最近的参考平面回流。
根据信号下的平面是电源网络或地网络平面,信号是由底到高,还是从高到低,回路的构成情况有四种情况。以下例举参考平面为电源层的两种情况:
1、信号线的参考平面是电源平面,信号驱动由低到高。
2、 信号线的参考平面是电源,信号驱动由高到低。

信号线的参考平面是电源平面,信号驱动由低到高

       当驱动器由低到高时,传输线在驱动端通过低阻抗与电源平面连接,电流从电源经驱动器流向初始状态为低电平的传输线,电流沿传输线不断地对传输线与电源平面之间的电容充电,使传输线上的电平达到高电平。在此过程中电流从电源经驱动器、传输线、传输线和电源平面的分布电容,回到电源平面,构成了完整的回路。

信号线的参考平面是电源,信号驱动由高到低

       当驱动器由由高到低时,在电源平面上的传输线初始为高电平,在驱动端通过低阻抗将传输线与地连接,电流从传输线经驱动器流向在电源平面之下的地网络平面,当传输线上的电流流向驱动器时,在传输线的参考平面电源平面上就有反方向的回流。在此过程中电流从传输线经驱动器流向在电源平面之下的地网络平面,通过离驱动器最近的电容流向电源平面,再通过电源平面和传输线的分布电容,回到传输线,构成完整的回路。
这个过程本质上是因为传输线与参考平面Vdd电源平面之间存在分布电容,当传输线由于驱动器的作用出现电位变化时(由低到高或由高到低),分布电容就会放电或充电,放电电流或充电电流流经参考平面时,就会引起参考平面电位的波动(bounce)。所以,我们可以得出以下结论:
1、回路的构成上,电源平面与地网络平面同样重要;
2、滤波电容不仅起平滑电源、为电源去耦的作用。它还在信号回路中起桥梁作用。应该纠正所有信号只能从地回流、电源平面不重要的片面观点;