视频分配器中提高信号完整性的方法

确保信号完整性的方法

改善反射

　　反射是产生干扰的几个重要来源之一。为改善因线路的阻抗不匹配而造成反射的现象，可以选择采用布线拓扑和终端匹配的办法。

　　利用适当的布线拓扑法来改善反射现象，通常不需要增添额外的电子组件。常见的布线拓扑法有:树状法、菊链法、星状法和回路法，如图１所示。其中树状法是最差的布线法，它所造成的反射量最大，易产生额外的负载效应和振铃现象；菊链法是比较好的布线法，适合于地址或数据总线以及并联终端的布线；星状法适合串联终端的布线，但条件是输出缓冲器(驱动器)必须是低输出阻抗以及具有较高的驱动能量；回路法基本上与菊链法类似，但是回路法会耗费较多的回路面积，对于共模噪声的免疫能力较差。

图 1布线的拓扑方式

    除了布线拓扑法，为克服反射现象的干扰，终端匹配是最有效的方法。传输线的特性阻抗一般是定值。对于ＣＭＯＳ电路而言，信号的驱动端的输出阻抗比较小，而接收端的输入阻抗比较大。可以在信号最后的接收端匹配一个电阻，这样匹配和接收端并联的结果就可以和传输线的特性阻抗相匹配了，信号的性能得到了比较好的改善。

解决串扰

　　电路设计中,通常感性串扰要比容性串扰大，所以可以重点考虑导体间的互感问题。两导体间的感性串扰系数C可以通过下式得出:

　　其中, 常数K 取决于信号的建立时间和信号线的干扰长度(平行长度)，H 为信号线到平板地层的距离， D 为两干扰线的中心的距离。K 值的计算十分复杂,但由于它总是小于1 ,所以串扰系数的最坏情况为：

　　由上面两式可知,减小串扰的主要途径有:尽可能得增大线间距离(增大D ) ,尽可能得将信号线靠近地层(减小H ) ,减小两线的平行长度(减小K值) 。从实际的角度出发,最可行的方法是增大线间距离。

图2 视频分配器结构图

图3 理想传输线模型 抑制接地反弹

　　要抑制接地反弹的影响，首先是减少ＩＣ封装的分布电感。其次，是采用分布电感较小的ＩＣ封装技术，表面贴片式封装通常比ＤＩＰ封装的接地反弹低３０％。然后是降低印刷电路板端的分布电感量。由于电感与导体的长度成正比，与宽度成反比，所以在高速数字系统中容易出现反弹。可以在里层摆放一个或一个以上的接地层，且接地层面积宽广，可以减少其地端回路的电感量。另外，电路设计时应尽可能避免让某个逻辑门驱动太多的负载。因为在数字电路中，若有多个并联的逻辑装置，总输入电容是每个逻辑装置的输入电容之和。