射频电路PCB板信号完整性研究+文献综述(2)
而小体积化则表现在芯片体积的减小和引脚数目的增多上。PCB上的元件密度和信号线密度增加了，彼此间隔自然而然就变小了，相互之间的电磁感应和电磁干扰现象也就越来越严重。因此，在设计PCB时我们必须充分考虑到信号传输质量与电磁辐射干扰可能带来的各种因素。
高速数字系统设计面临着三个重要问题，分别是信号完整性（SI）、电源完整性（PI）与电磁完整性（EMI）。电磁完整性在此特指高速数字系统电路级互连的电磁兼容（EMC）品质，这里的研究对象仅限于PCB及封装以下电路的高速信号和对应的高速互连。本设计重点讨论的对象是信号完整性和电磁兼容性。
1.2 本文研究的主要内容与成果
在保证数字电路的正常工作和芯片或系统间的正常通信的问题上，信号完整性的重要性不能忽略。本设计在熟悉通信系统中各部分电路（正交调制器、功率放大器、混频器、振荡器、正交解调器、中频放大器）的工作原理和系统指标要求的前提下，熟悉和研究制作电路板电磁兼容性的规则和要求，并通过以上研究，设计混频器电路的PCB板。
本设计以一个中心频率为1GHz的现代通信系统为例，通过该设计熟悉现代射频前端电路的工作原理、PCB板的设计方法，并深入研究较高频率下的PCB板信号完整性设计。在查阅、整理、分析大量有关文献的基础上，使用ADS软件对以AD8343芯片作为核心的混频器模块进行仿真，确定匹配网络的元件参数，根据芯片手册参考连线与仿真出的匹配网络，运用Protel99SE软件来设计原理图和PCB板，着力于信号完整性的设计。
1.3 各章节内容安排
内容大体上可分四大部分：绪论，信号完整性，混频器电路，混频器PCB的信号完整性。
第一章为绪论。本章说明了本课题提出的背景和本设计的主要研究内容和成果。
第二章为信号完整性的概述，阐述了信号完整性、电磁兼容性的概念、问题产生的原因和解决方法。
第三章介绍的是使用AD8343芯片设计混频器电路，用到的软件有ADS2009和protel99SE。运用ADS2009对AD8343进行输入输出匹配，通过单端转差分得到1GHz时的相应元器件参数值，并在protel99SE中设计出混频器电路图。
第四章是混频器PCB的设计，且注重信号完整性进行布局布线。
2 信号完整性
2.1 引言
信号完整性是指信号在信号线上的传输质量。信号完整性良好意着信号在需要使用的时候，达到了所规定的电压电平数值。差的信号完整性不是仅仅由于某个单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同所引起的[17]。
因此，在设计PCB时，应当综合考虑网路阻抗、信号质量、反射、串扰、EMC等多方面的特性。在制作PCB板之前我们可以先对信号完整性进行分析，以确保整个PCB板的电磁干扰在可以接受的范围内。
2.2 PCB影响信号完整性的主要因素
2.2.1 反射信号
信号反射是信号完整性的基本问题之一。在高速系统中，反射噪声可能会导致延时、过冲、下冲和振铃。信号反射的最根本原因是信号传输路径上的不连续，这可能会导致在信号源驱动处的信号幅值加倍。
当时钟频率超过100MHz、边沿率小于1ns时，长度超过1in的互连线就开始表现出传输线和天线效应。传输线的主要效应就是当信号通过互连线时，会引起时延、色散和衰减。通常，当传输线的物理长度大于数字信号上升边延伸的1/6时，就必须将互连线视为传输线。
当信号沿着传输线传输时，若传输线是阻抗受控的，则信号在传输线上传播过程中受到的瞬时阻抗是恒定的，信号不会发生被反射的现象。这个瞬时阻抗就是传输线的特性阻抗。但是如果信号在传播的过程中受到的瞬时阻抗突然发生了变化，无论是何种原因造成的这种突变，都将有一部分的信号被反射回来，而剩下的信号则继续向前传输，但是幅值会发生一定的改变。阻抗突变指的是信号受到瞬态阻抗发生了变化，它可能发生在传输路径上的任意一个地方，常见的阻抗突变有走线拐弯、分支线、过孔、封装、接插件、键合线等。
上一篇：L波段锁相环的设计+文献综述