[導(dǎo)讀]原因 1 線(xiàn)電阻的電壓降的影響 地電平(0電平)直流引起的低電平提高。 圖中虛線(xiàn)為提高的情況。提高幅度與IC的功耗大小、IC密度、饋電方式、地線(xiàn)電阻(R) 、饋電的地線(xiàn)總電流有關(guān)。ΔV地= ΔI× ΔR。 原因 2 信號(hào)線(xiàn)電阻的電壓降的影響? a)? IC輸出管腳經(jīng)過(guò)印制導(dǎo)
地電平(0電平)直流引起的低電平提高。
圖中虛線(xiàn)為提高的情況。提高幅度與IC的功耗大小、IC密度、饋電方式、地線(xiàn)電阻(R) 、饋電的地線(xiàn)總電流有關(guān)。ΔV地= ΔI× ΔR。
a)
IC輸出管腳經(jīng)過(guò)印制導(dǎo)線(xiàn)或電纜到另一IC的輸入腳，輸出低電平電流在印制導(dǎo)線(xiàn)或電纜電阻上引起一個(gè)低電平的抬高，其值為ΔVOL=IOL×R 。見(jiàn)圖中的上面一條虛線(xiàn)。
顯而易見(jiàn)，低電平的抬高與印制導(dǎo)線(xiàn)電阻值及輸出低電平電流有關(guān)。
注意：
當(dāng)IC輸出腳為低電平時(shí)，如果此器件不是驅(qū)動(dòng)器， 而是一般器件，則由于輸出低電平電流太大， 遠(yuǎn)大于器件手冊(cè)給出的值，輸出三極管將退出飽和區(qū)，進(jìn)入工作區(qū)，使輸出低電平抬高很多。
端接方式
端接電平
端接電阻大小
線(xiàn)寬
線(xiàn)厚
線(xiàn)長(zhǎng)
線(xiàn)截面積
b)
IC輸出管腳經(jīng)過(guò)印制導(dǎo)線(xiàn)或電纜到另一個(gè)IC的輸入腳，輸出高電平電流在印制導(dǎo)線(xiàn)或電纜電阻上引起一個(gè)高電平的降低，其值為ΔVOH=IOH×R，見(jiàn)下圖中高電平上的下面虛線(xiàn)：
線(xiàn)寬
線(xiàn)厚
線(xiàn)長(zhǎng)
顯而易見(jiàn)，高電平的降低與印制導(dǎo)線(xiàn)或電纜電阻值及輸出高電平電流有關(guān)，如下圖所示：
B點(diǎn)的高電平比A點(diǎn)的高電平要低
注意: IC輸出腳為高電平時(shí)， 如果此器件不是驅(qū)動(dòng)器，而是一般器件， 則由于輸出高電平電流太大，遠(yuǎn)大于器件手冊(cè)給出的值時(shí)，輸出管也會(huì)退出飽和區(qū)，進(jìn)入工作區(qū)，使輸出高電平降低很多。
端接方式
端接電阻大小
輸出管飽和深度
輸出管β值
IC的電源電壓(如+3.3V)，如果系統(tǒng)中存在差值，當(dāng)小于+3.3V時(shí)， 輸出高電平將產(chǎn)生一個(gè)下降值， 如上圖中高電平上的虛線(xiàn)所示:
由于系統(tǒng)電源有集中電源和分散的電源模塊之分，此差值不同，由于IC功耗的大小、IC密度、饋電方式、電源線(xiàn)的饋電電阻值以及電源電流值，引起一個(gè) ΔVCC (ΔVCC =ΔI×ΔR)。
以上原因，使TTL信號(hào)波形變得離理想波形很遠(yuǎn)了。低電平大為提高了，高電平也大為降低了。對(duì)這些值若不嚴(yán)加控制， 對(duì)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定可靠工作是不利的。此外，結(jié)溫差，即不同功耗的器件的P-N結(jié)的溫度不同，還會(huì)影響高低電平及門(mén)檻電平的變化也會(huì)影響系統(tǒng)工作。
除上面所說(shuō)的直流成分之外，更為重要的是系統(tǒng)是以極高頻率在工作，也就是說(shuō)， 系統(tǒng)內(nèi)的器件、導(dǎo)線(xiàn)有各種頻率的， 各種轉(zhuǎn)換速率的信號(hào)在動(dòng)作、傳遞。首先是相互之間的信號(hào)電磁藕合 (串?dāng)_) 和信號(hào)在不同特性阻抗傳輸路徑上的反射， 以及電源， 地電平由于IC高頻轉(zhuǎn)換引起電流尖峰電平，使TTL信號(hào)波形變得更壞。
由于系統(tǒng)工作時(shí)， 器件以高頻轉(zhuǎn)換， 造成供電系統(tǒng)上有高頻率變化的電流尖峰，而供電的電源線(xiàn)路和地線(xiàn)路都可看成是很小的電阻、電感、電容元件。
電流尖峰值太大， 在它們上面會(huì)產(chǎn)生較大的交流尖峰電壓，其電源上的尖峰電壓基本上會(huì)串?dāng)_到高電平上，而地電平上的尖峰電壓會(huì)串?dāng)_到低電平上，如下圖所示：IC內(nèi)部同樣存在這種尖峰電壓。
由于系統(tǒng)組裝越來(lái)越密， 印制導(dǎo)線(xiàn)之間的距離越來(lái)越近，鄰近導(dǎo)線(xiàn)上有高速轉(zhuǎn)換的電平信號(hào)。如正跳變信號(hào)跳變的時(shí)間tr和負(fù)跳變的時(shí)間tf都很小，使得導(dǎo)線(xiàn)上已有信號(hào)上疊加一個(gè)較大的電磁藕合信號(hào)(串?dāng)_信號(hào))。
如下圖中較大的尖峰信號(hào)。這些信號(hào)還包括插頭座上的信號(hào)針之間的串?dāng)_信號(hào)以及電纜中信號(hào)之間的串?dāng)_。
如果IC之間的互連線(xiàn)比較長(zhǎng) (復(fù)雜系統(tǒng)往往是這樣) ，線(xiàn)的特性阻抗又不均勻，或者終端沒(méi)有匹配，會(huì)引起反射；如果始端也不匹配， 則會(huì)來(lái)回反射而造成振鈴。如下圖所示：
特性阻抗
匹配方式
失配大小
終端反射系數(shù)
始端反射系數(shù)
線(xiàn)長(zhǎng)
如果信號(hào)頻率升高到一定程度，也就是器件工作頻率達(dá)到一定的高度極限，而且印制導(dǎo)線(xiàn)又較長(zhǎng)或者負(fù)載電容較大時(shí)， tr ≥tw上升時(shí)間等于或大于脈沖寬度，信號(hào)畸變到?jīng)]有高低電平平頂或者遠(yuǎn)離平頂。如下圖所示(實(shí)線(xiàn))：
線(xiàn)寬
線(xiàn)長(zhǎng)
基材介質(zhì)厚度
介質(zhì)介電常數(shù)
負(fù)載數(shù)
工作頻率(脈寬)
tr數(shù)字信號(hào)的變化
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