关于数字电路中信号异常及可能原因,归纳如下:
1、幅值异常
波形不稳定,导致无法判定高低电平。
可能原因:
- 负载太大
- 走线过长
- 驱动太小
- 电平异常
2、过冲/回冲
方波过冲/回冲过高。超出正常电平10%。
可能原因:
- 驱动过高
- 存在反射
- 自激振荡
- 检查去耦
避免晶体振荡器输出波形失真的对策以下三种方法:
- 连接串联电阻
- 连接滤波器
- 输出线路的阻挡匹配
注:晶体振荡器输出信号上看到的电压尖峰,可能会增加应用电路中的EMI问题。在其信号输出端与GND之间添加一颗旁路电容(5至10pF)或一颗几十Ω的串联电阻,可以使输出波形变得平滑,由此显著降低EMI。串联电阻最佳值亦可通过实验得出。实验方法是边用示波器等观察输出波形,边将串联电阻值从小逐渐调大,得出过冲、下冲或振影等消失时的电阻值。
3、波形毛刺过多
可能原因:
- 低弹干扰(检查接地设计是否达标)
- 低频谐波(电源谐波,EMC时,检查低频谐波)
- 高频干扰(检查是否存在高频辐射干扰)
- 无去耦电容(检查电容)
4、振铃
- 低弹 (检查接地设计)
- 反射(检查信号反射)
- 寄生电感(检查是否存在寄生电感)
- 寄生电感对振铃的影响:正比关系
5、台阶/回沟
可能原因:
- 滤波电容ESR太大
- 接地不良
- 附近存在干扰源
6、上升/下降时间变长
可能原因:
- 驱动不足
- 负载电容过大
- 走线过长导致信号衰减
7、周期/频率
- 晶振不起振或频率误差较大
- 晶振负载电容是否选对
- 晶振外接电容是否匹配
- 晶振等效电阻是否过大
- 杂散电容是否过多
综上所述,信号异常一般主要原因有以下几点:
- 布线设计
- 阻抗匹配问题
- 接地问题
- 寄生参数问题
- 信号串扰问题
- EMI问题
- 负载电容匹配问题等