信號(hào)完整性揭秘-于博士SI設(shè)計(jì)手記

5.10串?dāng)_對(duì)信號(hào)的影響

在SI設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們總是努力減小串?dāng)_噪聲。那么串?dāng)_噪聲有哪些危害，是如何景響信號(hào)的呢?了解這些細(xì)節(jié)問(wèn)題能夠讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行更好的權(quán)衡。如果某個(gè)信號(hào)對(duì)這些影響不敏感，那么我們就可以適當(dāng)放寬這方面的約束，如果某個(gè)信號(hào)對(duì)這些影響非常敏感，那么就需要嚴(yán)格控制。所以盡可能多地了解問(wèn)題的細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)過(guò)程中就會(huì)更靈活。

串?dāng)_對(duì)于信號(hào)的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：邊沿的抖動(dòng)；幅度上的噪聲。這兩方面的影響主要是因?yàn)楣粜盘?hào)和受害信號(hào)相位關(guān)系不同而產(chǎn)生的，為了處理方便，我們使用相對(duì)時(shí)間延遲來(lái)表示信號(hào)間的相位關(guān)系。當(dāng)攻擊信號(hào)和受害信號(hào)同時(shí)同向跳變，如圖5-44a所示，兩個(gè)信號(hào)相位相同。當(dāng)攻擊信號(hào)和受害信號(hào)同時(shí)反向跳變，如圖5-44d所示，兩個(gè)信號(hào)相位相反，即相差180°。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)同向但不同時(shí)跳變時(shí)，兩個(gè)信號(hào)存在一個(gè)相位差，相位差介于0～180°。

當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的相位差為0或很小情況下，由于串?dāng)_的影響，受害信號(hào)上升沿發(fā)生變化。圖5-45顯示了表面微帶線(xiàn)情況下，由于遠(yuǎn)端串?dāng)_而引起的受害信號(hào)上升沿變化。作為參考，圖中畫(huà)出了沒(méi)有串?dāng)_情況下正常的波形，當(dāng)攻擊信號(hào)和受害信號(hào)同相位時(shí)，類(lèi)似圖5-44a所示的情況，受害信號(hào)的上升沿被向后推遲。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)之間有很小的相位差時(shí)，串?dāng)_噪聲仍然能影響到受害信號(hào)的上升沿，并引起上升沿畸變，被干擾的時(shí)間段內(nèi)的波形向后延遲。

當(dāng)兩個(gè)信號(hào)相位差進(jìn)一步增加，即相應(yīng)的時(shí)間上錯(cuò)位更大，典型的如圖5-44c中所示的情況，攻擊信號(hào)上升沿對(duì)齊到受害信號(hào)高電平的中點(diǎn)附近，此時(shí)受害信號(hào)的邊沿可能不受影響，而只是幅度上疊加了一個(gè)串?dāng)_噪聲。圖5-46顯示了這種情況下受害信號(hào)的典型波形。

大多數(shù)情況下，互相干擾的信號(hào)之間相位關(guān)系具有某種隨機(jī)性，因此串?dāng)_產(chǎn)生的兩個(gè)方面影響會(huì)同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)，既有邊沿的抖動(dòng)也有幅度上的噪聲。

本章開(kāi)頭已經(jīng)提到，線(xiàn)性無(wú)源系統(tǒng)滿(mǎn)足疊加定理，串?dāng)_引起的噪聲疊加在受害線(xiàn)的信號(hào)上，從而使其信號(hào)產(chǎn)生畸變。這種疊加特性在幅度噪聲上能夠很直觀(guān)地看到，相反對(duì)于邊沿的影響中，這種疊加效應(yīng)比較隱蔽，實(shí)際上邊沿的抖動(dòng)也是由于串?dāng)_噪聲疊加在原信號(hào)上而引起的。圖5-47顯示了這種疊加是如何改變信號(hào)上升沿的，圖中虛線(xiàn)是沒(méi)有串?dāng)_情況下的理想的波形，點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)為同相位的攻擊信號(hào)在受害線(xiàn)上產(chǎn)生的遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲，遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲在末端和受害信號(hào)疊加，由于方向相反，使得受害信號(hào)上升沿區(qū)域被整體下拉，從時(shí)間軸上看就像是信號(hào)邊沿被推遲了一樣。由于遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲持續(xù)時(shí)間剛好是信號(hào)上升時(shí)間，因此最終結(jié)果就是串?dāng)_僅僅影響了受害信號(hào)的上升時(shí)間，而幅度不受影響。

以上內(nèi)容來(lái)自行業(yè)內(nèi)著名專(zhuān)家——于博士，著作“ 信號(hào)完整性揭秘-于博士SI設(shè)計(jì)手記 ”書(shū)中第五章第十小節(jié)！