過沖、振鈴,非單調性


過沖(overshoot)

 
      當較快的信號沿驅動一段較長的走線,而走線上沒有有效的匹配時,往往會產生過沖。
     過沖帶來的問題主要是信號高電平“1”超出接收端器件的輸入最大電壓值,或者信號低電平“0”低於接收端器件的輸入最低電壓值。
     對付過沖的一般方法是匹配,或叫端接(termination)。端接可總結為兩種形式:遠端串聯匹配消除二次反射,終端並聯匹配消除一次反射。注意不是每種方式都適用於任何場合。例如50ohm並聯匹配一般不適用與LVTTL/LVCMOS電平邏輯,因為電阻上消耗的功率很大。
     減少過沖的另一方法是,減少驅動端的驅動電流。
 
振鈴(ring)
     過沖往往伴隨着振鈴,或者說過沖是振鈴的一部分。振鈴產生的第一次峰值電壓就是過沖。
     振鈴的危害除了過沖之外,其產生 的電壓波動可能多次跨越邏輯電平的閾值電壓,導致接收端誤判。對於COMS器件,振鈴可能導致上、下MOS管同時導通時間過長,急劇增加器件功耗。
 
非單調性(non monotonic)
     絕大多數非單調性都是由復雜的信號拓撲造成的。在一個CPU或DSP的本地總線上,非單調性問題最常見。非單調性按表現形式可以分為兩種:回鈎和台階。
     對於一個沿有效的時鍾來說,信號沿上的回鈎和台階是致命的。因為一個非單調性的時鍾沿,可能被接收端認作多個有效沿,或在器件內部產生亞穩態,導致時序邏輯的功能錯誤。對於數據來說,非單調性的危害主要是造成時間裕量的減少,這也是復雜的總線系統往往需要進行時序仿真的原因之一。


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