計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)優(yōu)化

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在當(dāng)今電子技術(shù)行業(yè)發(fā)展過程中，對高速電路數(shù)字設(shè)計十分關(guān)注，高速數(shù)字電路是利用多個電子元件組成的，可以讓計算機高速數(shù)字電路技術(shù)進(jìn)一步提高，因此在計算機中使用高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)也就更加普遍。然而，在當(dāng)前實際的使用中，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)存在某些還未解決的問題。比如，抗阻不匹配問題、電源平面間電阻與電感的問題、信號線間距離的問題等。這都導(dǎo)致了計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)無法正常發(fā)揮功效，嚴(yán)重影響使用效率。本文對計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)及優(yōu)化措施進(jìn)行了探究與討論,希望為有關(guān)專業(yè)人士帶來一定的參考與借鑒。社會主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得我國科技水平也在不斷提高，很多高新技術(shù)的發(fā)展更是日新月異，為了在激烈的市場競爭中占據(jù)立足之地，電子技術(shù)必須緊跟時代步伐，不斷創(chuàng)新變革。將計算機技術(shù)與電子技術(shù)實現(xiàn)有效融合，才有當(dāng)前的高速數(shù)字電路，它能對變化信號中所產(chǎn)生的電容、電感等在電路中實現(xiàn)高效集成，還可將電路中所產(chǎn)生的各類參數(shù)根據(jù)需求進(jìn)行及時調(diào)整，進(jìn)而使得計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)安全有效運行。在設(shè)計計算機高速電路的內(nèi)容時，應(yīng)該準(zhǔn)確調(diào)整各個元件的搭配狀況，避免配合出錯，進(jìn)而對電路信號造成不良影響，或是對整個電路系統(tǒng)的安全運行造成嚴(yán)重影響。計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用過程當(dāng)中會受到很多影響因素的干擾，所以有必要對計算機高速數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的可靠性進(jìn)行提升與優(yōu)化。本文首先研究了什么是高速數(shù)字電路，然后對影響計算機高速數(shù)字電路涉及技術(shù)的問題進(jìn)行了詳細(xì)分析，再提出了優(yōu)化計算機高速數(shù)字電路技術(shù)的有效措施，希望可以對當(dāng)前計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的工作效率提升有所幫助，從而促進(jìn)電子行業(yè)的優(yōu)化發(fā)展（葛敏娜，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)研究，信息與電腦(理論版),2016年第2期45-46頁）。

1什么是高速數(shù)字電路

高速數(shù)字電路就是一種根據(jù)高速變化的信號，在電路中所產(chǎn)生的包含比如：電感、電容等模擬性質(zhì)效果的電路。它主要是由分布參數(shù)系統(tǒng)與集中參數(shù)系統(tǒng)兩個系統(tǒng)構(gòu)成。分布參數(shù)系統(tǒng)可被使用高速數(shù)字電路設(shè)計過程中，分布在熟悉度更靠近該系統(tǒng)對信號時間和其存在的位置對應(yīng)的特性有關(guān)鍵性作用，因此對信號特性產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素是元器件間的信號長度，此外線路中的信號傳輸過程也會產(chǎn)生相應(yīng)的延遲。而集中參數(shù)系統(tǒng)在高速數(shù)字電路技術(shù)中并不適合高速數(shù)字電路，而被普遍使用于低速數(shù)字電路設(shè)計（胡文濤，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)點滴談，數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015年第12期235頁）。

2影響計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的問題分析

對電子設(shè)計領(lǐng)域來講，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的發(fā)展與研究是其重要突破，也對計算機電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化有重要促進(jìn)作用。但是，在當(dāng)前階段的計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)發(fā)展過程中，仍舊存在很多影響嚴(yán)重的問題，下面重點討論三個方面的問題（黃一曦，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)探討，山東工業(yè)技術(shù),2016年第12期154頁）。

2.1阻抗不匹配的問題

信號傳輸線上抗阻是其關(guān)鍵因素，但是在當(dāng)前階段計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)使用過程中，時常出現(xiàn)信號傳輸位置上的抗阻部匹配的問題，抗阻不匹配會導(dǎo)致反射噪聲的產(chǎn)生，反射噪聲會對信號的形成產(chǎn)生一定的破壞，導(dǎo)致信號的完整性受到嚴(yán)重影響。

2.2電源平面間電阻和電感的影響

從實際情況出發(fā)，根據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的電子技術(shù)設(shè)計出來計算機高速電路設(shè)計技術(shù)，并且該技術(shù)在很多領(lǐng)域被充分使用。在當(dāng)前階段的計算機高速數(shù)字電路設(shè)計中，來自電源平面間電阻與電感的影響，會讓傳輸過程中產(chǎn)生大量電路輸出同時動作的問題，從而讓整個電路出現(xiàn)很大的瞬態(tài)電流，這一電流會對極端集高速數(shù)字電路地線和電源線上的電壓造成嚴(yán)重的影響，還可能會造成波動的情況（王威，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)及優(yōu)化策略，通訊世界,2016年第20期244-245頁）。

2.3信號線間距離的影響

在計算器高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)中，信號線間距離的影響普遍存在。通常來講，信號線間的距離會跟著印刷版電路密集度的增大而產(chǎn)生相應(yīng)變化，該變化會越來越小，并且在這個變化過程中也會致使信號與信號間的電磁耦合逐漸變大。因此就不能再對其忽略處理，信號間還會產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象，而且該問題還會隨著時間的變化而逐漸加重。以上幾個關(guān)鍵問題如果不得到及時解決，則計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)無法在當(dāng)前多個領(lǐng)域中得到進(jìn)一步充分使用，嚴(yán)重阻礙我國電子科技行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展（賈萍，探析計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)，智能城市,2016,年第10期44頁）。

3優(yōu)化計算機高速數(shù)字電路技術(shù)的有效措施

3.1優(yōu)化電路信號設(shè)計，確保電路信號的完整性

為全面提高計算機高速數(shù)字電視信號的完整性、準(zhǔn)確性與可靠性，在對整個計算機高速數(shù)字電路的布局時就要重視其合理性。就當(dāng)前的實際使用情況來看，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)中，抗阻不匹配問題一直無法得到有效的解決，這嚴(yán)重影響了電路信號的完整性，為了使得抗阻不匹配這一問題得到有效解決，可以從以下幾個方面來研究解決：第一，仔細(xì)研究不同電路信號在傳輸過程中的具體情況，并對其中的干擾問題和反射情況進(jìn)行具體研究；第二，傳輸過程中，對不同信號源傳輸時的電路信號產(chǎn)生的干擾情況做具體分析?？棺璨黄ヅ鋯栴}會讓計算機高速數(shù)字電路運行時的電路信號傳輸效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響，不管抗阻值偏大還是偏小，其影響的程度都非常嚴(yán)重，會給電路信號得傳播產(chǎn)生一定的干擾，還會阻止電路正常合理運行，使得計算機高速數(shù)字電路傳輸信號的完整性產(chǎn)生偏差。為了有效解決抗阻不匹配問題，還需對計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進(jìn)行深層次研究，并根據(jù)其設(shè)計理論找到高速數(shù)字電路設(shè)計中臨街阻抗與電路的匹配原因，從而優(yōu)化抗阻配置方式，讓其始終保持過阻抗?fàn)顟B(tài)，如此一來就能確保電路在運行過程中，不會由于阻抗不匹配問題而導(dǎo)致整個電路信號傳輸?shù)耐暾允艿絿?yán)重影響。該問題的解決，使得系統(tǒng)的可靠性能有效提高（潘元忠，高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用研究，數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017年第12期162-163和165頁）。

3.2優(yōu)化電路電源設(shè)計，減少電源系統(tǒng)阻抗

根據(jù)電路設(shè)計理論研究發(fā)現(xiàn)，若電路系統(tǒng)中不存在任何阻抗因素，那么電路設(shè)計的運行狀態(tài)將會呈現(xiàn)理想模式，由于在整個信號回路中沒有任何抗阻的影響，也會使得整個運行狀態(tài)的能量消耗大幅減少，而且系統(tǒng)內(nèi)的所有元件所流經(jīng)的電壓與電流都能維持恒定狀態(tài)。計算機高速數(shù)字電路的構(gòu)成元件當(dāng)中，電源是其構(gòu)成元件的重要組成部分。從上面的內(nèi)容可以得知，電源平面范圍內(nèi)存在電感和電阻，那么在運行過程中，整個電腦的電源部分都會由于電壓的問題而使得電源電壓出現(xiàn)波動狀態(tài)，該情況會使得計算機高速數(shù)字電路的運行可靠性嚴(yán)重下降，也會讓電源電壓的穩(wěn)定性出現(xiàn)問題。所以，為了提高整個系統(tǒng)在運行過程中的可靠性與穩(wěn)定性，在設(shè)計電路系統(tǒng)的過程時，就應(yīng)該將電源電阻和電感的因素考慮在內(nèi)，從一開始就減少由于電源內(nèi)部的電感和電阻給整個系統(tǒng)運行所帶來的不良影響，利用有效措施減少抗阻。從目前使用于計算機高速數(shù)字電路的電源材質(zhì)來看，多數(shù)使用的是銅質(zhì)材料，而根據(jù)計算機高速電路的具體情況來看，銅質(zhì)材料的電源無法滿足其具體需求（孫麗華，高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，電子技術(shù)與軟件工程,2018年第16期90頁）。所以才會導(dǎo)致整個運行過程中系統(tǒng)的正常運行無法得到保障，使得電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性受到嚴(yán)重影響。在考慮以上因素對系統(tǒng)的正常運行影響程度后，可以考慮把電容技術(shù)使用的電路中，電容技術(shù)的加入會讓電源面電感和電阻對系統(tǒng)運行的影響程度大幅降低，從而也會讓整個計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的運行安全性與完整性得到保障（楊瑞萍,孫海波，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)探討，電子技術(shù)與軟件工程,2015年第5期137頁；楊濤,李成文,陳國,范超，機載計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計，大眾科技,2015年第6期1-4頁）。

結(jié)語：

總而言之，當(dāng)前社會主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，讓我國電氣化、信息化水平不斷提高，使得我國電子設(shè)計行業(yè)得到發(fā)展機遇不斷創(chuàng)新優(yōu)化，為了適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)與各項技術(shù)，并在競爭激烈的社會市場環(huán)境中占據(jù)市場地位，我國電子科技技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域必須迎難而上。本文所說的計算機高速數(shù)字電路設(shè)計就是在電子技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計完善的，這給我國很多行業(yè)的發(fā)展帶來了重大影響和助力。本文在分析了影響計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的幾個問題后，要給出了優(yōu)化計算機高速鐵數(shù)字電路技術(shù)的有效措施。希望經(jīng)過本文的敘述與分析，能夠幫助我國計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的有效運行有一定幫助，也能夠促進(jìn)我國電子產(chǎn)品的發(fā)展與創(chuàng)新。

作者：盧重慶 蔣崇瀚 單位：南京郵電大學(xué)