近年來，隨著數(shù)字系統(tǒng)工作的時(shí)鐘頻率大大提高，數(shù)字IC 規(guī)模的擴(kuò)大，PCB 板元件和布線密度的急劇增加，同步開關(guān)噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響也越來越明顯，減小和抑制同步開關(guān)噪聲方法的研究也成為高速電路設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的方面。本章將從同步開關(guān)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，現(xiàn)象以及減小措施等方面來進(jìn)行分析和介紹。

　　6.1 同步開關(guān)噪聲的概念

　　6.1.1 SSN噪聲及其影響

　　圖6.1 非理想地平面

　　同步開關(guān)噪聲(Simultaneous Switch Noise，簡稱SSN)：指當(dāng)多個(gè)器件同時(shí)處于開關(guān)狀態(tài)，產(chǎn)生瞬間變化的電流(di/dt)，在經(jīng)過回流途徑上存在的電感時(shí)，形成交流壓降，從而引起的噪聲，有時(shí)也被稱為同步開關(guān)輸出噪聲(Simultaneous switching output noise，簡稱SSO)，或者稱為ΔI 噪聲。

　　如果是由于封裝電感而引起地平面波動(dòng)，造成芯片地和系統(tǒng)地不一致，這種現(xiàn)象我們稱為地彈(Ground Bounce );如果是由于封裝電感引起的芯片和系統(tǒng)的電源差異，就稱為電源彈跳(Power Bounce )。當(dāng)電流變化過快，從而在封裝的電源和地引腳上產(chǎn)生較大的電壓變化的時(shí)候，就會(huì)對(duì)快速的總線系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重的信號(hào)完整性及電源完整性問題。

　　開關(guān)噪聲給信號(hào)傳輸帶來的影響更為顯著，由于地引線和地平面存在寄生電感(見圖6.1)，在開關(guān)電流的作用下，會(huì)造成一定的電壓波動(dòng)，也就是說器件的參考地已經(jīng)不再保持零電平。在驅(qū)動(dòng)端(見圖6.2)，本來要發(fā)送的低電平會(huì)因此出現(xiàn)相應(yīng)的噪聲波形，而對(duì)于開關(guān)信號(hào)波形來說，會(huì)因?yàn)榈貜椩肼暤挠绊憣?dǎo)致信號(hào)的下降沿變緩;在接收端(見圖6.3)，信號(hào)的波形同樣會(huì)受到地彈噪聲的干擾，不過這時(shí)的干擾波形和地彈噪聲相位相反;另外，在一些存儲(chǔ)性器件里，還有可能因?yàn)楸旧黼娫春偷貜椩肼暤挠绊懺斐蓴?shù)據(jù)意外翻轉(zhuǎn)(圖6.4)。如果耦合在一個(gè)選通或者時(shí)鐘輸入信號(hào)的噪聲電壓超過了閾值電壓的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致誤觸發(fā)的現(xiàn)象。SSN 還會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真，從而產(chǎn)生門延遲。

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