在您努力想要穩(wěn)定板上的各種信號(hào)時(shí),信號(hào)完整性問(wèn)題會(huì)帶來(lái)一些麻煩。IBIS 模型是解決這些問(wèn)題的一種簡(jiǎn)單方法。您可以利用?IBIS?模型提取出一些重要的變量,用于進(jìn)行信號(hào)完整性計(jì)算和尋找?PCB?設(shè)計(jì)的解決方案。您從?IBIS?模型提取的各種值是信號(hào)完整性設(shè)計(jì)計(jì)算不可或缺的組成部分。
當(dāng)您在您的系統(tǒng)中處理傳輸線路匹配問(wèn)題時(shí),您需要了解集成電路和PCB線路的電阻抗和特性。圖?1?顯示了一條單端傳輸線路的結(jié)構(gòu)圖。
圖?1?連接發(fā)射器、傳輸線路和接收器組件的單端傳輸線路
就傳輸線路而言,我們可以從?IC IBIS?模型提取IC的發(fā)射器輸出阻抗 (ZT, Ω)和接收器輸入阻抗(ZR, Ω)。許多時(shí)候,IC 廠商產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中并沒(méi)有說(shuō)明這些集成電路 (IC) 規(guī)范,但是您可以通過(guò)IBIS模型獲得所有這些值。
您可以用下面四個(gè)參數(shù)定義傳輸線路:特性阻抗(Z0, Ω)、板傳播延遲(D, ps/in)、線路傳播延遲(tD,秒)和線跡長(zhǎng)度(LENGTH,英寸)。一般而言,F(xiàn)R-4 電路板的?Z0?范圍為?50Ω到75Ω,而?D?的范圍為?140 ps/in?到?180 ps/in。Z0?和D 的實(shí)際值取決于實(shí)際傳輸線路的材料和物理尺寸(《參考文獻(xiàn)?1》)。特定電路板上的線路延遲(tD)等于傳播延遲(D)乘以您所使用線跡的長(zhǎng)度(LENGTH)。所有板的計(jì)算方法均為:
D = 1012?? (CTR?* LTR) or????
D = 85 ps/in *?? (er)?????????????
Z0?= ?(LTR/CTR)????????????
tD?= D * LENGTH???
使用?FR-4?板時(shí),合理的帶狀線傳播延遲為?178 ps/?英寸,特性阻抗為?50Ω。
用于信號(hào)完整性評(píng)估的發(fā)射器規(guī)格為輸出阻抗 (ZT)。確定輸出阻抗時(shí),IBIS 模型中的?[Pin]?區(qū)提供每個(gè)引腳的電阻、電感和電容寄生值。之后,您可以將封裝電容與各個(gè)緩沖器的電容值(C_comp)放在一起,以便于更清楚地了解。
正如?[Pin]?關(guān)鍵字上面的?[Component]、[Manufacturer] 和?[Package]?描述的那樣,[Pin] 關(guān)鍵字與具體的封裝有關(guān)。您會(huì)在[Pin]關(guān)鍵字表中找到封裝電容和電感,因?yàn)樗c引腳有關(guān)。例如,在ads129x.ibs模型中(《參考文獻(xiàn)?2》),圖?2?表明了在哪里可以找到引腳?5E(PBGA,64 引腳封裝)信號(hào)?GPIO4?的?L_pin?值和C_pin?值。
圖?2?包括?C_pin?值在內(nèi)的?ads1296zxg?封裝的封裝列表
該信號(hào)和封裝的?L_pin(引腳電感)和?C_pin(引腳電容)分別為?1.489 Nh?和 0.28001 pF。
第二個(gè)重要的電容值是?[Model]?關(guān)鍵字下面的?C_comp?值。正如您在?IBIS?模型中找到正確的模型一樣,您也會(huì)找到一份?C_comp?值的列表。圖?3?顯示了?DIO_33模型中?C_comp?的一個(gè)例子(《參考文獻(xiàn)?2》)。
圖?3?ads129x.ibs?中,其為?Model DIO_33?及其相關(guān)?C_comp?值的列表。
在圖?3?的聲明中,“|”符號(hào)表示一段注釋。該聲明中的有效?C_comp(《參考文獻(xiàn)?3》)列表為:
|????????????? ?????????????????? typ???????????????? ???? min????????? max
|???????????????? ???????????? (nom PVT)????? ?????? (Fast PVT)? (slow PVT)
C_comp??? ??????????????????????? 3.0727220e-12??????????? 2.3187130e-12????? 3.8529520e-12
通過(guò)該列表,PCB 設(shè)計(jì)人員可以在三個(gè)值之中做出選擇。在?PCB?傳輸線路設(shè)計(jì)階段,3.072722 Pf 的典型值是正確的選擇。
IBIS 模型為?PCB?設(shè)計(jì)人員提供了一些線索,讓他們可以在轉(zhuǎn)到樣機(jī)設(shè)計(jì)以前進(jìn)行板模擬。如果您知道了查找的方法,IBIS 模型就可以為您提供所有引腳的特性阻抗和電容。評(píng)估工作的下一步是確定每個(gè)緩沖器的輸入/輸出電阻,我們將在下次為您介紹。
評(píng)論