機械專業外文文獻翻譯-外文翻譯--100條使信號完整性問題最小化的通用設計原則 中文版

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沈陽工程學院 畢 業 設 計 (論文 )材 料 （外文文獻翻譯部分） 系別名稱： 信息工程系 專業班級： 通信工程·通本 052 班 學生姓名： 指導教師： 一、目的： 1．了解國外相關知識的發展； 2．熟悉外文科技文獻的寫作格式及特點； 3．熟悉和鞏固所學專業外語的有關知識； 4． 學會中英（外）文文獻的檢索方法。 二、選題要求： 1．學生自主選題，經指導教師 審查合格。 2．篇幅在 3000 漢字以上，較完整的一篇外文論文 3．內容與所學專業相關，并注明來源。 三、 譯文要求： 1．譯文正確，內容完整，圖可以復印后貼于適當位置。 2．譯文打印在 稿復印后附在譯文后。 四、時間安排： 在畢業設計開題一周內完成。 文獻資料詳細一覽表 學生姓名 王鳳嬌 專業 通信工程 英語程度 其它外語 四級 指導 教師 楊毅 無 畢業設計題目 遼寧電力通信網絡設計 外文文獻來源 出版社 者 名 次 名 100 碼 551 索 圖書 檢索 內 容 提 要 本文主要從幾個方面分析了 100 條使信號完整性問題最小化的通用設計原則： (1) 一個網絡中信號質量問題的最小化； (2) 串擾最小化； (3) 減小軌道塌陷； (4) 減小電磁干擾（ 指導教師評審意見 沈陽工程學院畢業論文 外文翻譯 1 附錄 A 100 條使信號完整性問題最小化的通用設計原則 對某個原則和規則不要盲目遵循。要先了解該規則的應用對象，然后用數值來估計在某一個具體的設計中采用它所帶來的收益和代價。 通常采用所能允許的最長上升時間。 A. 1 一個網絡中信號質量問題的最小化 策略 —— 保持信號在整個路徑中感受到的瞬態阻抗不變。 設計原則： 1. 使用可控阻抗布線。 2. 理想情況下，所有的信號應使用低電壓平面作為參考平面。 3. 如果 使用不同的電壓平面作為信號的參考平面，則這些平面之間必須是緊耦合。為此，用最薄的介質材料將不同的電壓平面隔開，并使用多個電感量小的去耦合電容。 4. 使用 2D 場求解器計算給定特性阻抗的疊層設計規則，其中包括阻焊層和布線厚度的影響。 5. 在點到點拓撲結構中，無論單向的還是雙向的，都要使用串聯端接策略。 6. 在多點總線中要端接總線上的所有節點。 7. 保持樁線的時延小于最快信號的上升時間的 20％。 8. 終端電阻應盡可能接近封裝焊盤。 9. 如果 10 容的影響不要緊，就不用擔心拐點的影 H 向。 10. 每個信號都必須有返回路徑，它位于信號路徑的下方，其寬度至少是信號線寬的3 倍。 11. 即使信號路徑布線繞道進行，也不要跨越返回路徑上的突變處。 12. 避免在信號路徑中使用電氣性能變化的布線。 13. 保持非均勻區域盡量短。 14. 在上升時間小于 l 系統中，不要使用軸向引腳電阻，應使用 阻并使其回路電感最小。 15. 當上升時間小于 150 ，盡可能減小終端 阻的回路電感，或者采用集成電阻以及嵌人式電阻。 16. 過孔通常呈容性，減小捕獲焊盤和增加反焊盤出砂孔的直徑可以減小過孔的影響 。 17. 可以考慮給低成本線凄頭的焊盤添加一小電容來補償它的高電感。 18. 在布線時，使所有差分對的差分阻抗為一常量。 19. 在差分對中盡量避免不對稱性，所有布線都應該如此。 沈陽工程學院畢業論文 外文翻譯 2 20. 如果差分對中的線間疆發生改變，也應該調整線寬來保持差分阻抗不變。 21. 如果在差分對的一根線上添加一根時延線，則應添加到布線的起始端附近，并且要將這一區域內的線條間進行去耦合。 22. 只要能保持差分阻抗不變．我們可以改變差分對的耦合狀態。 23. 一般來說，在實際中應盡量使差分對緊耦合。 24. 在決定到底采用邊緣耦 合差分還是側向耦合差分對時，應考慮布線的密度、電路板的厚度等制約條件，以及銷售廠家對疊層厚度的控制能力。如果做得比較好，它們是等效的。 25. 對于所有的板級差分對，平面上存在很大的返回電流，所以要盡量避免返回路徑中的所有突變。如果有突變，對差分對中的每條線要做同樣的處理。 26. 如果接收器的共模抑制比很低，就要考慮端接共模信號。端接共模信號并不能消除共模信號，只是減小它的振鈴， 27. 如果損耗很重要，應使用盡可能寬的信號線，不要使用小于 5布線。 28. 如果損耗很重要，應使布線盡量短。 29. 如果損耗很重要，盡量做到使容性突變最小化。 30. 如果損耗很重要，設計信號過孔使其具有 50 Q 的阻抗，這樣做意味著可以盡可能減小，且這些平面間具有相同的電壓，則盡量將信號線過孔與返回路徑過孔放置在一起。桶壁尺寸、減小捕獲焊盤尺寸、增加反焊盤出砂孔的尺寸。 31. 如果損耗很重要，盡可能使用低損耗因子的疊層。 32. 如果損耗很重要，考慮采用預加重和均衡化措施。 A. 2 串擾最小化 策略 —— 減少信號路徑和返回路徑間的互容和互感。 設計原則： 33. 對于微帶線或帶狀線來說．保持相鄰信號路徑的間距至少為 線寬的 2 倍。 34. 使返回路徑中的信號可能經過的突變最小化。 35. 如果在返回路徑中必須跨越間隙，則只能使用差分對。決不能用離得很近的單端信號布線跨越間隙。 36. 對于表面線條來說，使耦合長度盡可能短，并使用厚的阻焊層來減小遠端串擾。 37. 如果遠端串擾很嚴重的話，在表面線條的上面添加一層厚的疊層，使其成為嵌人式微帶線。 38. 對于遠端串擾很嚴重的耦合長度很長的傳輸線，采用帶狀線布線。 39. 如果不能使耦合長度短于飽和長度，則不用考慮減小耦合長度，因為減小耦合長度對于近串擾沒有任何改善。 40. 盡可能使用介電常數最低的疊層介質材料，這樣做可以在給定特性阻抗的情況沈陽工程學院畢業論文 外文翻譯 3 下，使信號路徑與返回路徑間的介質厚度保持最小。 41. 在緊耦合微帶線總線中，使線間距至少在線寬的 2 倍以上，或者把對時序敏感的信號線布成帶狀線，這樣可以減小確定性抖動。 42. 如果要求隔離度超過 使用帶有防護布線的帶狀線。 43. 通常使用 2D 場求解器來估計是否需要使用防護布線。 44. 如果使用防護布線，盡量使其達到滿足要求的寬度，并用過孔使防護線與返回路徑短接。如果方便的話，可以沿著防護線增加一些短接過孔，這些過孔并 不像兩端的過孔那樣重要，但有一定的改善作用。 45. 使封裝或接插件的返回路徑盡量寬、盡量短可以減小地彈。 46. 使用片級封裝而不使用更大的封裝。 47. 使電源平面和返回平面盡量接近，可以減小電源返回路徑的地彈噪聲。 48. 使信號路徑與返回路徑盡量接近，并同時與系統阻抗相匹配，可以減小信號路徑中的地彈。 49. 避免在接插件和封裝中使用共用返回路徑。 50. 當在封裝或線接頭中分配引線時，應把最短的引線作為地路徑，并使電源引線和地引線均勻分布在信號線的周圍，或者使其盡量接近載有大量開關電流的信號線。 51. 所有的空引線或引腳都應接地。 52. 如果每個電阻都沒有獨立的返回路徑，應避免使用單列直插封裝電阻排。 53. 檢查鍍層以確認阻焊盤在過孔面上不存在交疊；在電源和地平面對應的出砂孔之間都留有足夠的空間。 54. 如果信號改變參考平面，則參考平面應盡量靠近信號平面。如果使用去耦電容器來減少返回路徑的阻抗，它的電容值并不是最重要的，應選取和設計具有最低回 路電感的電容才是關鍵。 55. 如果有大量信號線切換參考平面，就要使這些信號線的過孔彼此之間盡量遠離，而不是使其集中在同一個地方。 56. 如果有信號 切換參考平面，并且這些平面間具有相同的電壓，則盡量將信號線過孔與返回路徑過孔放置在一起。 A． 3 減小軌道塌陷 策略 —— 減小電源分配網絡的阻抗。 設計原則： 57. 減小電源和地路徑間的回路電感。 58. 使電源平面和地平面相鄰并盡量靠近。 59. 在平面間使用介電常數盡量高的介質材料使平面間的阻抗最低。 沈陽工程學院畢業論文 外文翻譯 4 60. 盡量使用多個成對的電源平面和地平面。 61. 使同向電流相隔盡量遠，而反向電流相隔盡量近。 62. 在實際中，使電源過孔與地平面過孔盡量靠近。要使它們的間隔至少與 過孔的長度相當。 63. 應將電源平面與地平面盡可能靠近去耦電容所在的表面處。 64. 對相同的電源或地焊盤使用多個過孔，但要使過孔間距盡量遠。 65. 在電源平面或地平面上布線時，應使過孔的直徑盡量大。 66. 在電源焊盤和地焊盤上使用雙鍵合線可以減小鍵合線的回路電感。 67. 從芯片內引出盡可能多的電源和地引線。 68. 在芯片封裝時引出盡可能多的電源和地引腳。 69. 使用盡可能短的片內互連方法，例如倒裝晶片而不是鍵合線。 70. 封裝的引線應盡量短，例如應使用片級封裝 而不是 裝。 71. 使去耦電容焊盤問的布線和過孔盡可能地短和寬。 72. 在低頻時使用一定量的去耦電容來代替穩壓器件。 73. 在高頻時使用一定量的去耦電容來抵消等效電感。 74. 使用盡可能小的去耦電容，并盡量減小電容焊盤上與電源和地平面相連的互連線的長度。 75. 在片子上使用盡量多的去耦電容。 76. 在封裝中應使用盡可能多的低電感去耦電容。 77. 在 I／ O 接口設計中使用差分對。 A. 4 減小電磁干擾 (策略 —— 減小驅動共模電流的電壓；增大共模電流路徑的阻抗；屏蔽、濾波是解決問題 的快速方案。 設計原則： 78. 減小地彈。 79. 使所有布線與板子邊緣的距離應至少為線寬的 5 倍。 80. 采用帶狀線布線。 81. 應將高速或大電流器件放在離 I／ O 接口盡量遠的地方。 82. 在芯片附近放置去耦電容來減小平面中高頻電流分量的擴頻效應。 83. 使電源平面和地平面相鄰并盡可能地接近。 84. 盡可能使用更多的電源平面與地平面對。 85. 當使用多個電源平面與地平面對時，在電源平面中修凹壁并在地平面的邊沿處打短接過孔。 86. 盡量將地平面作為表面層。 沈陽工程學院畢業論文 外文翻譯 5 87. 了解所有封裝的諧振 頻率，當它與時鐘頻率的諧波發生重疊時就要改變封裝的幾何結構。 88. 在封裝中避免信號在不同電壓平面問的切換，因為這會產生封裝諧振。 89. 如果封裝中可能出現諧振，就在它的外部加上鐵氧體濾波薄片。 90. 在差分對中，減少布線的不對稱性。 91. 在所有的差分對接頭處使用共模信號扼流濾波器。 92. 在所有外部電纜周圍使用共模信號扼流濾波器。 93. 選出所有 的 I／ O 線 ，在時序預算要求內使用上升時間最長的信號。 94. 使用擴頻時鐘發生器在較寬的頻率范圍內產生諧波，并在 試的帶寬范圍內減少輻射能量。 95. 當連接屏蔽電纜時，保持屏蔽層與外殼良好接觸。 96. 減小屏蔽電纜接頭到外殼的電感。在電纜和外殼屏蔽層之間使用同軸接頭。 97. 設備支座不能破壞外殼的完整性。 98. 只在互連時才能破壞外殼的完整性。 99. 使開孔的直徑遠小于可能泄漏的最低頻率輻射的波長。使用數量多而直徑小的開孔比數量少而直徑大的開孔要好。 100. 導致產品交貨推遲就是最昂貴的規則。