當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)工程師可以分成兩種,一種是已經(jīng)遇到了信號完整性問題,一種是將要遇到信號完整性問題。對于未來的電子設(shè)備,頻率越來越高,射頻元器件越來越小,越來越集中化、模塊化。因此電磁信號未來也會變得越來越密集,所以提前學(xué)習(xí)信號完整性和電源完整性相關(guān)的知識可能對于我們對于電路的設(shè)計(jì)更有益處吧。對信號完整性和電源完整性分析中常常分為五類問題:1、單信號線網(wǎng)的三種退化(反射、電抗,損耗)反射:一般都是由于阻抗不連續(xù)引起的,即沒有阻抗匹配。反射系數(shù)=ZL-ZO/(ZL+ZO),其中ZO叫做特性阻抗,一般情況下中都為50Ω。為啥是50Ω,75Ω的的傳輸損耗小,33Ω的信道容量大,所以選擇了他們的中間數(shù)50Ω。下圖為點(diǎn)對電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)四種常用端接。 信號完整性測試分類時域測試頻域測試;黑龍江信號完整性測試維保
1、什么是信號完整性“0”、“1”碼是通過電壓或電流波形來傳遞的,盡管信息是數(shù)字的,但承載這些信息的電壓或者電流波形確實(shí)模擬的,噪聲、損耗、供電的不穩(wěn)定等多種因素都會使電壓或者電流發(fā)生畸變,如果畸變嚴(yán)重到一定程度,接收器就可能錯誤判斷發(fā)送器輸出的“0”、“1}碼,這就是信號完整性問題。廣義上講,信號完整性(SignalIntegrity,SI)包括由于互連、電源、器件等引起的所有信號質(zhì)量及延時等問題。
2、SI問題的根源:頻率提高、上升時間減小、擺幅降低、互連通道不理想、供電環(huán)境惡劣、通道之間延時不一致等都可能導(dǎo)致信號完整性問題;但其根源主要是信號上升時間減小。注:上升時間越小,信號包含的高頻成分就越多,高頻分量和通道間相互作用就可能使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變。 測量信號完整性測試多端口矩陣測試克勞德實(shí)驗(yàn)室信號完整性測試系統(tǒng)平臺;
信號完整性和低功耗在蜂窩電話設(shè)計(jì)中是特別關(guān)鍵的考慮因素,EP諧波吸收裝置有助三階諧波頻率輕易通過,并將失真和抖動減小至幾乎檢測不到的水平。隨著集成電路輸出開關(guān)速度提高以及PCB板密度增加,信號完整性已經(jīng)成為高速數(shù)字PCB設(shè)計(jì)必須關(guān)心的問題之一。元器件和PCB板的參數(shù)、元器件在PCB板上的布局、高速信號的布線等因素,都會引起信號完整性問題,導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,甚至完全不工作。 如何在PCB板的設(shè)計(jì)過程中充分考慮到信號完整性的因素,并采取有效的控制措施,已經(jīng)成為當(dāng)今PCB設(shè)計(jì)業(yè)界中的一個熱門課題。
校正濾波器有些示波器的頻率響應(yīng)完全是由其模擬前端濾波器決定的;另一些示波器的頻響則是由模擬前端和實(shí)時校正濾波器共同決定。實(shí)時校正濾波器通常是用硬件DSP實(shí)現(xiàn)的,并且會針對不同示波器家族略有調(diào)整,目的是保證幅度和相位響應(yīng)是平坦的。由于不存在完美的模擬前端濾波器,所以將實(shí)時校正濾波器與模擬前端濾波器的組合使用,示波器的幅度和頻率相位響應(yīng)更加平坦。在業(yè)內(nèi),較高質(zhì)量的示波器一定會使用校正濾波器配合模擬前端濾波器,以保證頻響的平坦度。頻率響應(yīng)的形狀通常借助其滾降特征來體現(xiàn)。磚墻式頻響受青睞,這是因?yàn)樵擃l響對帶外噪聲抑制力強(qiáng)。需要注意一種極端情況,即被測信號的邊沿速度很快,超過了示波器帶寬的測量能力時,磚墻式頻響測得的波形有可能伴有輕微的欠沖和過沖現(xiàn)象。使用高斯頻響的示波器來測量,顯示的振鈴會小很多,但缺點(diǎn)是帶外噪聲較大??藙诘聦?shí)驗(yàn)室數(shù)字信號完整性測試進(jìn)行抖動分析;
3、信號完整性的設(shè)計(jì)方法(步驟)掌握信號完整性問題的相關(guān)知識;系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段采用規(guī)避信號完整性風(fēng)險的設(shè)計(jì)方案,搭建穩(wěn)健的系統(tǒng)框架;對目標(biāo)電路板上的信號進(jìn)行分類,識別潛在的SI風(fēng)險,確定SI設(shè)計(jì)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(jìn)行SI設(shè)計(jì);PCB布線階段使用仿真工具量化信號的各項(xiàng)性能指標(biāo),制定詳細(xì)SI設(shè)計(jì)規(guī)則;PCB布線結(jié)束后使用仿真工具驗(yàn)證信號電源等網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能指標(biāo),并適當(dāng)修改。
4、設(shè)計(jì)難點(diǎn)信號質(zhì)量的各項(xiàng)特征:幅度、噪聲、邊沿、延時等。SI設(shè)計(jì)的任務(wù)就是識別影響這些特征的因素。難點(diǎn)1:影響信號質(zhì)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(dǎo)致其他方面因素的惡化,所有需要對各因素反復(fù)權(quán)衡,做出系統(tǒng)化的綜合考慮;難點(diǎn)2:有些影響信號傳輸?shù)囊蛩厥强煽氐模行┦遣豢煽氐摹?信號完整性基本定義是指一個信號在電路中產(chǎn)生相應(yīng)的能力。黑龍江信號完整性測試維保
信號完整性測試有波形測試、眼圖測試、抖動測試;黑龍江信號完整性測試維保
2.3 測量插入損耗和回波損耗在簡單的應(yīng)用中,TDR 的端口與單端傳輸線的末端相連。端口 1 是我們所熟悉的 TDR 響應(yīng),而通道 2 是發(fā)射的信號。如圖 29 所示,在一條均勻的 8 英寸微帶傳輸線的 TDR 響應(yīng)中,線末端的阻抗為 50 歐姆。這個阻抗來自與被測件末端相連的電纜,終連接到 TDR 第二通道內(nèi)的源端。
8英寸長微帶傳輸線在20毫伏/格和500皮秒/格刻度下的TDR/TDT響應(yīng)。此應(yīng)用的時基為500皮秒/格,垂直刻度為20毫伏/格。游標(biāo)用于提取47.4歐姆的線阻抗。注意綠線,即通過互連發(fā)送的信號,在100毫伏/格的刻度上,它顯示出信號進(jìn)入線的前端、正好在中途出來、反射離開后端,然后在源端接收。TDR信號著眼于信號在互連上的往返時間,然后再回到前端,而TDT信號則著眼于通過互連的單程。在時域顯示中,我們可以看到在線兩端加載SMA的阻抗不連續(xù),并且能看到它不是完全均勻的傳輸線。以20毫伏/格的刻度或10%/格的反射系數(shù)來看,阻抗變化約為1歐姆。 黑龍江信號完整性測試維保