高速数字电路设计：电源系统与噪声管理

"高速数字电路设计教材 - 中电源和地的唯一连接通路-Actel FPGA原理图" 本文讨论了高速数字电路设计中电源和地的连接通路对系统性能的重要性，特别是在Actel FPGA（现场可编程门阵列）原理图的上下文中。电源和地之间的连接方式对电路的共路噪声、参考电压稳定性和公共通道噪声有着直接影响。 标题中的“中电源和地的唯一连接通路”指的是在电源系统设计中，电源和地之间应存在一个低阻抗的连接通道，以确保电流能够稳定流动且不引入过多噪声。这一概念在图8.3和图8.4中得到了体现，其中图8.3展示了电源线中的共路电感问题，强调了电池内阻和连接线电阻应尽可能低。而图8.4展示了一个符合三个电源系统设计准则的单层电源系统，包括单一的地线、旁路电容以及任意电源线布局。 描述中提到的电源系统设计的三个准则如下： 1. **接地平面连接**：在地之间有一个完整的接地平面，这样可以提供低阻抗的返回路径，减少噪声和提高信号质量。 2. **旁路电容**：每个逻辑门的电源与地之间都放置旁路电容，以滤除电源线上的高频噪声，保持电源电压的稳定性。 3. **低阻抗电源通道**：电源线应设计为提供低阻抗通路，以确保在整个系统中电源电压的一致性。 这些准则在高速数字电路设计中至关重要，因为它们有助于降低共模噪声、提供稳定的参考电压，并减少串扰。书中还涵盖了其他相关主题，如电容耦合和电感耦合的比值、翻转磁耦合环、共模电感与串扰的关系，以及如何估算衰减时间等，这些都是高速电路设计中需要理解和解决的问题。 高速数字电路设计教材详细分析了高速电路中常见的问题，如铃流、串扰和辐射噪声，提供了实用的解决方案。由于在传统的教育中，这些高速电路设计的实践知识通常未被充分涵盖，这本书旨在填补这一空白，帮助那些没有深入模拟电路设计背景的工程师理解和解决这些问题。书中的公式和示例适合所有层次的读者，无论他们是否具有深厚的模拟电路设计基础。