信號完整性分析系列-第1部分:端口TDR/TDT如前文-單端口TDR所述,TDR生成與互連交互的激勵源。我們能通過一個端口測量互連上一個連接的響應(yīng)。這限制了我們只關(guān)注反射回源頭的信號。通過這類測量,我們能獲得阻抗曲線和互連屬性信息,并能提取具有離散不連續(xù)的均勻傳輸線的參數(shù)值。在TDR上添加第二個端口后,我們就能極大地擴(kuò)展測量類型以及能提取的互連信息。額外的端口可用來執(zhí)行三種重要的新測量:發(fā)射的信號、耦合噪聲和差分對的差分信號或共模信號響應(yīng)。采用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要應(yīng)用及其實(shí)例,都在本章中進(jìn)行了描述。克勞德高速信號完整性測試資料主要點(diǎn);信號完整性測試信號完整性測試推薦貨源
轉(zhuǎn)換成頻域的TDR/TDT響應(yīng):回波損耗/插入損耗。藍(lán)線是參考直通的插入損耗。當(dāng)然,如果有一個完美直通的話,每個頻率分量將無衰減傳播,接收的信號幅度與入射信號的幅度相同。插入損耗的幅度始終為1,用分貝表示的話,就是0分貝。這個損耗在整個20GHz的頻率范圍內(nèi)都是平坦的。黃線始于低頻率下的約-30分貝,是同一傳輸線的回波損耗,即頻域中的S11。綠線是此傳輸線的插入損耗,或S21。這個屏幕只顯示了S參數(shù)的幅度,相位信息是有的,但沒有顯示的必要。回波損耗始于相對較低的值,接近-30分貝,然后向上爬升到達(dá)-10分貝范圍,約超過12GHz。這個值是對此傳輸線的阻抗失配和兩端的50歐姆連接的衡量。插入損耗具有直接有用的信息。在高速串行鏈路中,發(fā)射機(jī)和接收機(jī)共同工作,以發(fā)射并接收高比特率信號。在簡單的CMOS驅(qū)動器中,一個顯示誤碼率之前可能可以接受-3分貝的插入損耗。對于簡單的SerDes芯片而言,可以接受-10分貝的插入損耗,而對于先進(jìn)的高級SerDes芯片而言,則可以接受-20分貝。如果我們知道特定的SerDes技術(shù)可接受的插入損耗,那就可以直接從屏幕上測量互連能提供的比較大比特率。廣東信號完整性測試安裝克勞德高速數(shù)字信號測試實(shí)驗(yàn)室信號完整性考慮的問題?
頻率響應(yīng)每個示波器型號都有自己的頻率響應(yīng)曲線,它是用來衡量示波器在額定帶寬內(nèi)采集信號準(zhǔn)確性的重要參數(shù)。精確采集波形必須滿足三個條件。示波器的頻響曲線必須平坦。示波器的相位響應(yīng)曲線必須平坦。被測信號的關(guān)鍵頻譜成分必須在示波器的帶寬范圍內(nèi)。上述三個條件缺一不可,否則會導(dǎo)致示波器無法精確采集和再現(xiàn)波形。偏離上述要求越大就意味著測量誤差會越大。任何被測信號都可看成是多次諧波的疊加,每個諧波對應(yīng)一個頻率,示波器的使用者當(dāng)然希望示波器能夠準(zhǔn)確測量每個諧波成份的幅度。理想情況下,示波器在其帶寬范圍內(nèi)應(yīng)該有平坦的幅度響應(yīng),并且針對每個頻點(diǎn)上的信號時延(相位)都相等。頻率響應(yīng)平坦,意味著信號在通過示波器內(nèi)部通道時會產(chǎn)生相同的時延,相同的幅度放大或縮小;如果相位響應(yīng)不平坦,示波器顯示的波形將會是失真的。
什么是信號完整性?
隨著帶寬范圍提升,查看小信號或大信號的細(xì)微變化的需求增加,示波器自身的信號完整性的重要性已進(jìn)一步提升。為什么信號完整性被視為示波器的關(guān)鍵指標(biāo)?信號完整性對示波器整體測量精度的影響非常大,它對波形形狀和測量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響會出乎您的想象。示波器性能取決于其自身信號完整性的良莠,比如說信號失真、噪聲和損耗。自身的信號完整性高的示波器能夠更好地顯示被測信號的細(xì)節(jié);反之,如果自身的信號完整性很差,示波器便無法準(zhǔn)確反映被測信號。示波器自身信號完整性方面的差異直接影響到工程師能否高效地對設(shè)計進(jìn)行深入分析、理解、調(diào)試和評估。示波器的信號完整性不佳,將對產(chǎn)品開發(fā)周期、產(chǎn)品質(zhì)量以及元器件的選擇帶來巨大風(fēng)險。要避免這種風(fēng)險,只有通過比較和評測,選擇一臺具有出色信號完整性的示波器才是解決之道。 信號完整性測試所需工具說明;
一般討論的信號完整性基本上以研究數(shù)字電路為基礎(chǔ),研究數(shù)字電路的模擬特性。主要包含兩個方面:信號的幅度(電壓)和信號時序。
與信號完整性噪聲問題有關(guān)的四類噪聲源:1、單一網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量2、多網(wǎng)絡(luò)間的串?dāng)_3、電源與地分配中的軌道塌陷4、來自整個系統(tǒng)的電磁干擾和輻射
當(dāng)電路中信號能以要求的時序、持續(xù)時間和電壓幅度到達(dá)接收芯片管腳時,該電路就有很好的信號完整性。當(dāng)信號不能正常響應(yīng)或者信號質(zhì)量不能使系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作時,就出現(xiàn)了信號完整性問題。信號完整性主要表現(xiàn)在延遲、反射、串?dāng)_、時序、振蕩等幾個方面。一般認(rèn)為,當(dāng)系統(tǒng)工作在50MHz時,就會產(chǎn)生信號完整性問題,而隨著系統(tǒng)和器件頻率的不斷攀升,信號完整性的問題也就愈發(fā)突出。元器件和PCB板的參數(shù)、元器件在PCB板上的布局、高速信號的布線等這些問題都會引起信號完整性問題,導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,甚至完全不能正常工作。 克勞德實(shí)驗(yàn)室數(shù)字信號完整性測試信號眼圖;信號完整性測試信號完整性測試推薦貨源
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確定信號衰減的根本原因描述給定設(shè)備的頻率特性時,工程師可以使用S參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)。互連的S參數(shù)(無論是在時域還是在頻域中進(jìn)行測量)了互連的特征模型。該參數(shù)涵蓋了信號從進(jìn)入一個端口到離開另一個端口時的所有特性信息。為了確定信號衰減的根本原因,重要的是先要確定您對S參數(shù)的期望值。將期望值與測量值進(jìn)行比較,有助于識別導(dǎo)致信號完整性衰減的通道區(qū)域。接下來,您需要更深入地研究被測設(shè)備和設(shè)備之間的連接,以便確定根本原因。對于差分通道,可以使用混合模式S參數(shù)進(jìn)行分析。常見的S參數(shù)是與電磁干擾有關(guān)的差分回波損耗(SDD11)、差分插入損耗(SDD21)和差分至共模轉(zhuǎn)換(SCD21)。在分析傳輸質(zhì)量時,還需要重點(diǎn)考慮反射因素。每當(dāng)出現(xiàn)瞬時阻抗變化時,信號就會被反射。反射會使返回的原始信號出現(xiàn)延遲(如下圖2所示),并與原始信號結(jié)合而產(chǎn)生相消干擾。信號完整性測試信號完整性測試推薦貨源