几MHz的低速信号也能出问题？？？？？？
宣布时间：2019-04-29 15:40:28
高速先天生员--陈亮
在设计中，，，，，，，，通常总是优先处置惩罚光口、PCIE等高速信号、或者是音频等模拟信号。 。。。。。。。妄想使用最优的层，，，，，，，，最优的通道，，，，，，，，阻抗、延时、串扰等细节也被优化到极致。 。。。。。。。然而剩下的低速信号往往不被重视。 。。。。。。。可是有些低速信号体现自己也是要体面的，，，，，，，，你不重视我，，，，，，，，我就给你颜色看。 。。。。。。。好比咱们今天的主角MDC＆MDIO信号。 。。。。。。。
MDC＆MDIO是串行管理接口（Serial Management Interface）的信号。 。。。。。。。MDIO是用来读/写PHY的寄存器，，，，，，，，以控制PHY的行为或获取PHY的状态，，，，，，，，MDC则为MDIO提供时钟。 。。。。。。。
我们来看一个案例：PCB设计中的MDC时钟信号如下图左，，，，，，，，仿真波形如下图右。 。。。。。。。
U14是驱动端，，，，，，，，U1/U12/U13吸收端。 。。。。。。。U12吸收端的信号从仿真波形来看，，，，，，，，在判别区域内信号边沿有回沟和振铃，，，，，，，，有误触发的危害。 。。。。。。。
缘故原由剖析：现有拓扑下，，，，，，，，由于U12是很靠近源端的，，，，，，，，U14到U13这段长距离走线成为STUB，，，，，，，，由于分支很是长，，，，，，，，导致反射不可淹没在上升沿中，，，，，，，，信号泛起回沟。 。。。。。。。
凭证剖析效果以及PCB的现真相形，，，，，，，，评估了切实可行的优化计划：即变换布线拓扑结构，，，，，，，，使用星型拓扑结构，，，，，，，，并删除源端串联端接，，，，，，，，在每个分支处举行端接。 。。。。。。。预期效果如下：
各人是不是以为已经可以竣事了？？？？？？
客户凭证我们提供的优化计划举行了修改，，，，，，，，可是客户以为还不敷包管，，，，，，，，在我的优化计划的基础上，，，，，，，，自己又在MDC的源端增添了一个LC滤波器，，，，，，，，并在MDIO的每个分支都增添了LC滤波器。 。。。。。。。
优化后的效果详见下记仿真：红色波形是原计划的仿真信号波形，，，，，，，，绿色波形是在原计划基础上客户‘优化’后的仿真波形。 。。。。。。。
MDC：
MDIO：Write
MDIO：Read
从仿真效果来看，，，，，，，，MDC时钟信号倒是没有回沟了。 。。。。。。。可是MDIO信号现在已经凉透了。 。。。。。。。浚�？？？？吹秸飧鲂Ч�，，，，，，，我……
几MHz的信号能差到这个水平也是很是禁止易的。 。。。。。。。经由排查，，，，，，，，问题出在了新加的LC滤波器上，，，，，，，，凭证官网下载的DATAsheet显示，，，，，，，，该器件电感量为350nH，，，，，，，，电容量是110pF。 。。。。。。。
由于客户在原始计划基础上增添LC滤波器。 。。。。。。。此滤波用具有很强的感性。 。。。。。。。导致读/写中途有很大的感性突变，，，，，，，，导致信号的反射。 。。。。。。。且由于每个分支都有滤波器，，，，，，，，导致信号会在多个分支上往返反射，，，，，，，，信号质量受到严重影响。 。。。。。。。之前用于改善信号质量的各分支串联端接。 。。。。。。。不但起不到改善信号质量的作用，，，，，，，，还使得信号质量更差。 。。。。。。。
至于为什么MDIO 的Write /Read差别云云之大？？？？？？由于数据线在读/写模式状态下的端接电阻的相对位置是差别的。 。。。。。。。现在的拓扑正好是差的更差（Read），，，，，，，，好的更好的一个状态（Write），，，，，，，，以是读/写的信号波形差别很是大。 。。。。。。。在删除LC滤波器后，，，，，，，，信号恢复到预期水平。 。。。。。。。
由此可见纵然是几MHz的低速信号，，，，，，，，拓扑的使用不当也可能导致信号质量不良，，，，，，，，以是在设计类似毗连多个IC的信号时，，，，，，，，选择合适的拓扑尤为主要。 。。。。。。。另外提醒一下，，，，，，，，若是拓扑改变，，，，，，，，原本的为了改善信号质量的端接计划就纷歧定适合新的拓扑了，，，，，，，，需要凭证新的拓扑举行合理的调解,没有经由验证不要随意添加滤波器，，，，，，，，不然可能会适得其反。 。。。。。。。
