电路医生 | 一个数据端口波形把人难住了，问题究竟出在哪？

前段时间，一位外地研究所的同行朋友发来一张波形图（图 1），问是什么原因导致的这个上升沿和下降沿畸变。当时，简单看了下就给了个答复，说是端口电容和走线电感引起的问题。然后友人也没细问，这事就过去了。不知道是不是有一点觉得还不算太熟悉，不好意思问太多，还是这个问题的影响不是很严重不考虑过份深究，反正总之当时就这样放过去了。

昨晚，在从上海回北京的高铁上，6 个小时的车程，前四个小时在睡觉，睡了个昏天黑地，醒来实在无聊，但又珍惜生命苦短，来日又不是可以肆无忌惮挥霍般的很长，就打开电脑，分析了下这个问题，做了一个简单的仿真。还原了该波形的发生机理。

一般导线都有一个高频特性，可以将其理解为小电感和小电阻的串联，既然是电感，其对线上信号就会有影响，毕竟电感是抑制电流变化的器件。

而一般的数字电路输入端口，有可以理解成有一个 Pin-Gnd 的对地电容，以及一个输入跟随器特性，用于做输入阻抗变换的。

以上走线的特性和器件的输入等效特性合并在一起，就有了如下图 2 的电路特性图。V4 输出的 10MHz 方波信号相当于数字电路上一级的信号输出。

经过运行仿真后，示波器测得接收 pin 管脚接收端的变异波形。图 3 中的标号 3 和 4 处，不就正好是图 1 种标号 1 和 2 的特征嘛！

通过改变 R2、L2、C1 的值，可以多次模拟出实际布线中走线长短发生变化、布线宽度调整、器件输入电容 Cin 变化所引起的波形变异特征，正所谓“运筹键盘之上，掌控电路之中”。

体会有二：一是仿真软件真的很不错；二是电路微观的高频等效特性很值得了解和研究。

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