Электрофизическое проектирование печатных плат. Знакомство с программами моделирования/анализа HyperLynx SI, PI, Thermal Mentor (A Siemens Business) и Cadence Sigrity. А. В. Трундов
возможна при условии, что выходное сопротивление источника равно сопротивлению нагрузки.
В области высоких частот рассматривают не перенос или изменение зарядов, а распространение электромагнитной волны. Как известно, любая волна имеет следующие основные характеристики – амплитуду, частоту, фазу, длину волны, скорость распространения волны. Скорость распространения волны зависит от среды распространения. Электромагнитная волна в свободном пространстве распространяется со скоростью света. Волновые процессы описываются гармоническими функциями. Сигналы сложной формы с помощью математического преобразования Фурье представляют суммой гармонических сигналов с частотами, кратными частоте основного сигнала. Амплитуды гармоник определяют форму результирующего колебания.
В линии передачи печатной платы, которая является средой распространения электромагнитной волны, возможно появление препятствий, называемых неоднородностями. Электромагнитная волна, создаваемая электрическим сигналом, проходит через них с некоторым отражением. Отражения способны приводить к резонансам (возникновению стоячей волны), вызывающим как искажение основного сигнала, идущего из источника в нагрузку, так и к излучению энергии в свободное пространство.
Величина и направление (рельеф) электрического и магнитного поля определяются их векторами напряженности. Поля распространяются в сторону уменьшения напряженности и являются прямой причиной возможных перекрестных наводок и потерь энергии сигнала.
Для сохранения формы сигнала необходимо обеспечить неизменность его энергетических характеристик, не допустить потерь энергии и перераспределения энергии в частотной области, не допустить дрожаний фронтов цифровых сигналов и их сдвигов на временной оси по отношению к другим сигналам интерфейсов.
В линии передачи возможны линейные потери, связанные с падением напряжения на сопротивлении сигнального проводника, возвратные потери и потери на излучение, связанные с отражениями сигнала от неоднородностей, диэлектрические потери, связанные с поглощением сигнала в диэлектрике, потери в сигнальном проводнике, обусловленные скин-эффектом.
Внешние емкостные и индуктивные наводки, помехи, могут привести к изменению формы сигнала через взаимодействие с его полями и благодаря формированию наведенных токов и создаваемых ими потенциалов непосредственно в проводниках линии передачи.
Система передачи информации
Система передачи информации при упрощенном рассмотрении содержит всего три элемента – передатчик, среду распространения и приемник.
В книге под средой распространения подразумевается линия передачи, организованная в печатной плате. Электрический сигнал – напряжение или ток, значение которого изменяется в соответствии с передаваемой информацией. Случайные изменения напряжений,