傳輸線理論基礎與特征阻抗
傳輸線理論實際是把電磁場轉換為電路的分析來簡化分析的手段,分布式元件的傳輸線 電路模型傳輸線由一段的RLGC元件組成。
為了更簡便地分析傳輸線,引入特征阻抗的概念,由特征阻抗來進行信號傳輸的分析。 將傳輸線等效成分段電路模型后,可以用電路的理論來求解。
特征阻抗,或稱特性阻抗,是衡量PCB上傳輸線的重要指標。PCB傳輸線的特征/ 特性阻抗不是直流電阻,它屬于長線傳輸中的概念。
可以看到特征阻抗是一個在傳輸線的某個點上的瞬時入射電壓與入射電流或者反射電 壓與反射電流的比值。和傳輸阻抗的概念并不一致,傳輸阻抗是某個端口上總的電壓和電流的 比值。只有在整個傳輸路徑上阻抗完全匹配且沒有反射存在的情況下,特征阻抗才等于傳輸阻 抗。 基于多信號測試性設計分析;自動化信號完整性分析維修價格
數字信號頻域分量經過隨頻率升高損耗加大的傳輸路徑時,接收端收到 的各個頻率分量,可以看到,如果這些頻率分量要成原來的數字信號的樣子,其頻譜應 該如虛線所示,而實際上經過傳輸線后的頻譜如實線所示,從而造成信號畸變,從信號眼圖 上看眼睛會閉合。
加重(De-Emphasis)和預加重(Pre-Emphasis)的示意圖,也就是在發送信 號時降低低頻分量或提高高頻分量來補償傳輸線對不同頻率下損耗不一致的影響,使得接收 端的頻譜分布和原來想要傳輸的信號基本一致。 數字信號信號完整性分析商家信號完整性分析近端串擾與遠端串擾問題?
廣義的信號質量還可以泛指包括所有可能引起信號接收、信號時序、工作穩定性或者電 磁干擾方面問題的不正常現象。常見的有如下幾方面。
信號傳輸延遲(Propagation Delay),指由于傳輸路徑的延時造成的信號由發送到接收之 間的時間偏差,其與傳輸路徑的長度和信號傳輸速度相關,在分析同步信號 時序時需要考慮傳輸路徑引起的延時。
上升下降時間(Rising and Falling Time),通常數據手冊將其定義為上升下降沿電壓在 10%?90%的時間。IBIS模型會用上升下降沿電壓在20%?80%的時間,上 升下降沿時間會因為工作環境(供電電壓、溫度)的變化對器件造成影響;傳輸路徑的特性 (長度,損耗等);信號的負載;信號的干擾(串擾)或者同步開關噪聲等產生變化。某些接 收器件會有觸發要求,在時序約束要求嚴格的設計中(DDR2/DDR3/DDR4)也需要考慮上升 下降時間的因素。
3、信號完整性的設計方法(步驟)掌握信號完整性問題的相關知識;系統設計階段采用規避信號完整性風險的設計方案,搭建穩健的系統框架;對目標電路板上的信號進行分類,識別潛在的SI風險,確定SI設計的總體原則;在原理圖階段,按照一定的方法對部分問題提前進行SI設計;PCB布線階段使用仿真工具量化信號的各項性能指標,制定詳細SI設計規則;PCB布線結束后使用仿真工具驗證信號電源等網絡的各項性能指標,并適當修改。
4、設計難點信號質量的各項特征:幅度、噪聲、邊沿、延時等。SI設計的任務就是識別影響這些特征的因素。難點1:影響信號質量的因素非常多,這些因素有時相互依賴、相互影響、交叉在一起,抑制了某一因素可能會導致其他方面因素的惡化,所有需要對各因素反復權衡,做出系統化的綜合考慮;難點2:有些影響信號傳輸的因素是可控的,而有些是不可控的。 高速信號完整性解決方法;
信號完整性分析三種測試方法
在信號完整性分析中,常用的測試方法包括以下三種:
1.時域測試:時域測試是通過觀察信號在時間軸上的波形來分析信號完整性。時域測試可以幫助識別信號的上升時間、下降時間、瞬態響應等參數,從而評估信號是否存在失真。
2.頻域測試:頻域測試是通過對信號進行傅里葉變換,將信號從時域轉換到頻域,來分析信號的頻率響應。通過分析信號的功率譜密度、帶寬等參數,可以評估信號在傳輸路徑中存在的濾波、截止頻率等問題。
3.時鐘測試:時鐘測試是通過觀察時鐘信號在傳輸路徑中的形狀和時間差異來分析時鐘信號的完整性。時鐘測試可以幫助識別時鐘信號的抖動、時鐘漂移等問題,從而評估時鐘信號是否存在失真。 克勞德實驗室信號完整性測試系統平臺;;自動化信號完整性分析維修價格
常見的信號完整性測試問題;自動化信號完整性分析維修價格
信號完整性問題及解決方法
信號完整性問題的產生原因,影響信號完整性的各種因素,以及各因素之間的互相作用,辨識潛在風險點。信號完整性設計中5類典型問題的處理方法辨析。初步認識系統化設計方法。對信號完整性問題形成宏觀上的認識。
什么是信號完整性?
一些常見的影響信號質量的因素。
信號完整性設計中5類典型問題。
正確對待仿真與設計。
信號傳播、返回電流、參考平面合理選擇參考平面、控制耦合、規劃控制返回電流,是信號完整性設計的一項基本但非常重要能力。信號傳播方式是理解各種信號完整性現象的基礎,沒有這個基礎一切無從談起。返回電流是很多問題的來源。參考平面是安排布線層、制定層疊結構的依據。耦合問題導致PCB設計中可能產生很多隱藏的雷區。本部分用直觀的方式詳細講解這些內容。通過案例展示如果處理不當可能產生的問題,以及如何在系統化設計方法中應用這些知識。 自動化信號完整性分析維修價格