電路醫(yī)生 | 一個數(shù)據(jù)端口波形把人難住了，問題究竟出在哪？

前段時間，一位外地研究所的同行朋友發(fā)來一張波形圖（圖 1），問是什么原因?qū)е碌倪@個上升沿和下降沿畸變。當時，簡單看了下就給了個答復，說是端口電容和走線電感引起的問題。然后友人也沒細問，這事就過去了。不知道是不是有一點覺得還不算太熟悉，不好意思問太多，還是這個問題的影響不是很嚴重不考慮過份深究，反正總之當時就這樣放過去了。

昨晚，在從上?；乇本┑母哞F上，6 個小時的車程，前四個小時在睡覺，睡了個昏天黑地，醒來實在無聊，但又珍惜生命苦短，來日又不是可以肆無忌憚?chuàng)]霍般的很長，就打開電腦，分析了下這個問題，做了一個簡單的仿真。還原了該波形的發(fā)生機理。

一般導線都有一個高頻特性，可以將其理解為小電感和小電阻的串聯(lián)，既然是電感，其對線上信號就會有影響，畢竟電感是抑制電流變化的器件。

而一般的數(shù)字電路輸入端口，有可以理解成有一個 Pin-Gnd 的對地電容，以及一個輸入跟隨器特性，用于做輸入阻抗變換的。

以上走線的特性和器件的輸入等效特性合并在一起，就有了如下圖 2 的電路特性圖。V4 輸出的 10MHz 方波信號相當于數(shù)字電路上一級的信號輸出。

經(jīng)過運行仿真后，示波器測得接收 pin 管腳接收端的變異波形。圖 3 中的標號 3 和 4 處，不就正好是圖 1 種標號 1 和 2 的特征嘛！

通過改變 R2、L2、C1 的值，可以多次模擬出實際布線中走線長短發(fā)生變化、布線寬度調(diào)整、器件輸入電容 Cin 變化所引起的波形變異特征，正所謂“運籌鍵盤之上，掌控電路之中”。

體會有二：一是仿真軟件真的很不錯；二是電路微觀的高頻等效特性很值得了解和研究。

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