信號(hào)完整性分析

當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)從仿真階段進(jìn)展到硬件環(huán)節(jié)時(shí)，您需要使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）來(lái)測(cè)試高速數(shù)字互連。首先，您需要對(duì)通道、物理層設(shè)備、連接器、電纜、背板或印刷電路板的預(yù)期測(cè)量結(jié)果有所了解。在獲得實(shí)際測(cè)量結(jié)果之后，再將實(shí)際結(jié)果與這個(gè)預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。我們的目標(biāo)是，通過(guò)軟件和硬件來(lái)建立可靠的信號(hào)完整性工作流程。硬件測(cè)量步驟包括儀器測(cè)量設(shè)置，獲取通道數(shù)據(jù)，以及分析通道性能。

對(duì)于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）等高動(dòng)態(tài)范圍的儀器，您需要了解誤差校正，才能確保準(zhǔn)確的S參數(shù)測(cè)量。誤差校正包括校準(zhǔn)（測(cè)量前誤差校正）和去嵌入（測(cè)量后誤差校正）。通過(guò)調(diào)整校準(zhǔn)和去嵌入的參考點(diǎn)檢查通道中除了DUT之外的所有節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目。 什么時(shí)候需要考慮信號(hào)完整性問(wèn)題呢？四川多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析

從頻域上看，判斷是否是高速數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)則不僅是信號(hào)的基礎(chǔ)頻率，還包括其高次 波影響。對(duì)數(shù)字電路而言，邊沿的速率是直觀的因素之一。在工程上可以認(rèn)為當(dāng)信號(hào)邊沿 時(shí)間小于4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)，應(yīng)考慮信號(hào)完整性的行為。

從時(shí)域信號(hào)波形來(lái)看，我們可以看到后面研究的傳輸線的特征阻抗、反射、串?dāng)_及 同步開關(guān)噪聲等問(wèn)題都是研究數(shù)字信號(hào)從0到1和從1到0跳變時(shí)的瞬態(tài)行為，其與邊沿 速率相關(guān)。

這是一個(gè)2MHz時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)碾娐罚?807時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器輸出（D41）,經(jīng)過(guò)一段電路 板走線（TL1）后接一個(gè)電阻（R113）,再經(jīng)過(guò)一段電路板走線（TL2）連到接收端（D40）, 為什么3807的輸出端要串聯(lián)一個(gè)33。的電阻呢？

通過(guò)仿真我們可以看到?jīng)]有這個(gè)電阻和有這個(gè)電阻接收到的信號(hào)的差別。

沒(méi)有這個(gè)電阻時(shí)接收到的信號(hào)，如圖1.8所示是有這個(gè)電阻時(shí)接收到的 信號(hào)?？梢钥吹疆?dāng)沒(méi)有這個(gè)電阻時(shí)信號(hào)有很大的過(guò)沖和振鈴產(chǎn)生，串聯(lián)了這個(gè)電阻后問(wèn)題有 很大的好轉(zhuǎn)。 四川多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析信號(hào)完整性問(wèn)題，信號(hào)完整性的定義；

什么是高速電路 高速電路信號(hào)完整性分析

在工作中經(jīng)常會(huì)遇到有人問(wèn)什么是高速電路，或者在設(shè)計(jì)高速電路的時(shí)候需要注意什么。每當(dāng)遇到這種問(wèn)題就頭腦發(fā)懵，其實(shí)不同的產(chǎn)品、不同的人對(duì)其都有不同的理解。簡(jiǎn)單總結(jié)一下基本的一些概念包括對(duì)高速電路的理解、什么是信號(hào)完整性還有信號(hào)的帶寬等。

高速電路的定義

本人從各種資料和書中看到許多關(guān)于高速電路的定義，可能不同的產(chǎn)品對(duì)于高速信號(hào)的定義不同，具體還要看設(shè)計(jì)的產(chǎn)品類型，簡(jiǎn)單整理主要有以下幾種：

1.是指由于信號(hào)的高速變化使電路中的模擬特性，如導(dǎo)線的電感、電容等發(fā)生作用的電路。

2.信號(hào)工作頻率超過(guò)50MHz，并且在這個(gè)頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個(gè)電子系統(tǒng)相當(dāng)?shù)姆至俊?

雖然信號(hào)的頻率只有2MHz,但是由于信號(hào)的邊沿速率很快，和信號(hào)的互連傳輸延時(shí)有了 可比性（信號(hào)邊沿時(shí)間比4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)還要?。?，所以也會(huì)造成信號(hào)完整性的問(wèn)題。

信號(hào)的質(zhì)量

信號(hào)完整性需要保證信號(hào)傳輸過(guò)程中的質(zhì)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，信號(hào)質(zhì)量就是設(shè)計(jì)者必須保證 信號(hào)在驅(qū)動(dòng)端、互連結(jié)構(gòu)上，特別是接收端上的特性，避免造成功能性和穩(wěn)定性方面的問(wèn)題。

在傳統(tǒng)意義上從數(shù)字信號(hào)波形來(lái)看，信號(hào)質(zhì)量包括過(guò)沖、回沖、振鈴、邊沿單調(diào)性等方 面的問(wèn)題。 克勞德實(shí)驗(yàn)室信號(hào)完整性測(cè)試軟件提供項(xiàng)目；

信號(hào)完整性改善方法：

-添加電源濾波電容和電源抗性；

-添加信號(hào)濾波器；

-減少線路長(zhǎng)度；

-減少單板上的信號(hào)層間距離；

-加強(qiáng)屏蔽接地，減少電磁輻射干擾；

-使用差分信號(hào)傳輸，減少串?dāng)_。

綜上所述，理解信號(hào)完整性的基礎(chǔ)知識(shí)并掌握常用的測(cè)試方法，對(duì)于設(shè)計(jì)高速數(shù)字系統(tǒng)以及解決信號(hào)干擾和失真問(wèn)題非常重要。

總之，信號(hào)完整性是高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，它需要設(shè)計(jì)人員了解基本概念、常見的失真類型和相應(yīng)的分析方法。通過(guò)對(duì)信號(hào)完整性進(jìn)行分析和優(yōu)化，可以確保數(shù)字系統(tǒng)在傳輸和處理高速數(shù)據(jù)時(shí)能夠滿足性能和可靠性要求。 如何了解信號(hào)完整性分析？四川多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析

什么是信號(hào)完整性分析？四川多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析

傳輸線理論基礎(chǔ)與特征阻抗

傳輸線理論實(shí)際是把電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電路的分析來(lái)簡(jiǎn)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(jiǎn)便地分析傳輸線，引入特征阻抗的概念，由特征阻抗來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)姆治觥?將傳輸線等效成分段電路模型后，可以用電路的理論來(lái)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(biāo)。PCB傳輸線的特征/ 特性阻抗不是直流電阻，它屬于長(zhǎng)線傳輸中的概念。

可以看到特征阻抗是一個(gè)在傳輸線的某個(gè)點(diǎn)上的瞬時(shí)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(gè)端口上總的電壓和電流的 比值。只有在整個(gè)傳輸路徑上阻抗完全匹配且沒(méi)有反射存在的情況下，特征阻抗才等于傳輸阻 抗。 四川多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析