2.3.2影響信號完整性的因素不難想象,
波浪在移動過程中能否保持其形狀相對穩(wěn)定,與以下因素有關(guān):
●波浪傳輸通道在整個長度內(nèi)形狀的一致性;
●上、下游水庫入口與河道的形狀是否保持一致;
●在波浪移動過程中是否受到干擾等因素。同樣,信號在傳輸過程中能否保持其形狀的完整性,也有類似因素需要考慮:
●信號傳輸通道在整個長度內(nèi)的電氣結(jié)構(gòu)特性是否一致;
●信號兩端的電氣結(jié)構(gòu)特性是否與信號傳輸通道的電氣結(jié)構(gòu)特性保持一致;
●信號在傳輸過程中是否受到(電磁)干擾。對于河道中移動的波浪,由于以下原因,在移動過程中很難保持其形狀不變:
●河道的每一段形狀不可能保持的一致;
●河流出、入口處不可能與河道的形狀保持的一致;
●波浪在移動過程中不可能沒有受到狂風(fēng)暴雨的干擾。類似地,現(xiàn)實中的信號傳輸,由于以下原因,信號波形在傳輸過程中很難保持的完整性:
●傳輸通道的各段電氣結(jié)構(gòu)特征不可能保持的一致;
●信號發(fā)送/接收端的電氣結(jié)構(gòu)特征很難與信號傳輸通道的電氣結(jié)構(gòu)特征保持一致;一。 高速信號傳輸信號傳輸設(shè)計;重慶高速信號傳輸服務(wù)熱線
高速數(shù)字信號傳輸電路的設(shè)計與仿真
高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計成功的關(guān)鍵在于保持信號的完整,而影響信號完整性(即信號質(zhì)量)的因素主要有傳輸線的長度、電阻匹配及電磁干擾、串?dāng)_等。設(shè)計過程中要保持信號的完整性必須借助一些仿真工具,仿真結(jié)果對PCB布線產(chǎn)生指導(dǎo)性意見,布線完成后再提取網(wǎng)絡(luò),對信號進(jìn)行布線后仿真,仿真沒有問題后才能送出加工。目前這樣的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是個簡單好用的工具,軟件中包含兩個工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布線設(shè)計前約束布線和各層的參數(shù)、設(shè)置時鐘的布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選擇元器件的速率、診斷信號完整性,并盡量避免電磁輻射及串?dāng)_等問題。BoardSim用于布線以后快速地分析設(shè)計中的信號完整性、電磁兼容性和串?dāng)_問題,生成串?dāng)_強度報告,區(qū)分并解決串?dāng)_問題。作者使用LineSim工具,對信號的阻抗匹配、傳輸線的長度、串?dāng)_進(jìn)行了仿真分析,并給出了指導(dǎo)性結(jié)論。 數(shù)字信號高速信號傳輸規(guī)格尺寸高速信號傳輸工程化技術(shù)的三大支撐技術(shù);
①高速信號是需要對其傳輸線進(jìn)行設(shè)計,以確保在傳輸過程中其波形失真度可以接受的那些信號。模擬信號傳輸都應(yīng)該看作高速信號傳輸,數(shù)字信號如果其傳輸線長度大于該數(shù)字信號有效比較高諧波(一般為基頻的3~5倍)波長的1/4,該數(shù)字信號相對該傳輸線就是高速信號。
②信號完整性、電源完整性和電磁兼容性是高速信號傳輸所涉及的三大支撐技術(shù)。
③信號完整性表示信號的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸通道傳輸后仍保持相對良好,需要為各種信號選擇設(shè)計合適的信號傳輸通道,使得高速信號傳輸?shù)碾娦盘柲軌虮P蝹鬏敗?
④電源完整性表示信電源信號的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸后仍保持相對良好,選擇和設(shè)計良好的電源轉(zhuǎn)換裝置、中遠(yuǎn)距電源供電中繼電容器、近距電源供電中繼電容器和電源信號傳輸通道是保證電源完整性的基本要求。
⑤電磁兼容性表示電子系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作,同時不對其他電子系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾
2.1.4電信號的傳輸速度
當(dāng)信號在傳輸通道中傳輸時,信號路徑和信號回路之間就會產(chǎn)生電壓差,而這個電壓又使信號傳輸通道的兩導(dǎo)線之間產(chǎn)生電場;信號在傳輸通道上傳輸,信號傳輸通道的兩導(dǎo)線上存在電流,電流產(chǎn)生磁場,而且信號上升沿或下降沿位置存在交流分量,交流分量產(chǎn)生交變的電場和交變的磁場。
電信號的傳輸實際上是通過在信號路徑和信號回路之間和周圍的介質(zhì)中建立交變電場和磁場并通過電磁場傳播而進(jìn)行的,并非電子在導(dǎo)體的定向移動。
提示 電子在導(dǎo)體中的定向移動速度不超過1米/秒。電磁波在真空中的傳播速度Vv為30萬千米每秒(12in/ns),在介質(zhì)中的傳播速度是在真空中的速度除以傳輸通道中介質(zhì)的介電常數(shù)的平方根。 掌握高速信號傳輸、信號完整性、電源完整性和電磁兼容性的概念;
高速信號傳輸技術(shù)理論和概念繁多
對于大多數(shù)從事電子設(shè)計的工程師,由于沒有系統(tǒng)的電磁兼容、信號完整性和電源完整性技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)和培訓(xùn),往往接觸到許多眾說紛紜的有關(guān)高速信號傳輸方面的解釋,這些解釋往往為了說明SI、PI和EMC相關(guān)理論、概念和技術(shù),從不同的角度引入了很多概念和名詞。比如,是“地”的概念,就有安全地、結(jié)構(gòu)地、屏蔽地、數(shù)字地、模擬地、地平面、地信號等,而且這些地各有各的定義和用途。再比如,接“地”的方式也有很多要求,包括單點共地、多點共地、混合共地、數(shù)字地與模擬地分割、懸浮地等,它們有各自的特點和適用的場合。
這些概念和名詞對于專業(yè)從事電磁兼容、信號完整性和電源完整性專業(yè)的工程師來講或許不是問題,可能是對他們工程化技術(shù)方面的補充。但是,對于大多數(shù)電子設(shè)計工程師來講,這可能令他們眼花繚亂、無所適從,而且對于產(chǎn)品設(shè)計中出現(xiàn)的問題,其往往不知道到底用什么概念去解釋和解決。
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例如,分辨率為UXGA(1600×1200)的DVI信號,其信號傳輸速率為1.625Gbps,當(dāng)該信號在FR4材料的PCB上傳輸時,其信號帶寬波長為:3×10+8÷(4)1/2÷(1.625×10+9×5)≈0.02(m)=20mm,其中,F(xiàn)R4材料的相對介電常數(shù)為4。當(dāng)DVI信號在PCB上傳輸時,傳輸通道長度大于1/4帶寬波長,即5mm時,就必須被當(dāng)作高速信號傳輸。對于模擬信號,信號在傳輸過程中可以被衰減,但不可以因被疊加較大噪聲而使信號失真太多,也不允許信號在傳輸過程中因傳輸通道某處阻抗的突變太大引起較嚴(yán)重的反射現(xiàn)象。因此,模擬信號傳輸被看作高速信號傳輸,且與信號傳輸通道的長度無關(guān)。
注意
在電子設(shè)計中,以高速信號傳輸代替高速信號設(shè)計的概念或高速電路設(shè)計的概念才能正確處理信號的保形傳輸問題。以信號傳輸速率的高低,或以信號的上升時間或下降時間的大小區(qū)分信號是高速還是低速是不科學(xué)的,這也是部分電子設(shè)計工程師對高速信號傳輸?shù)恼`解,必須同時考慮信號的傳輸速率與信號傳輸通道的長度。 重慶高速信號傳輸服務(wù)熱線
深圳市力恩科技有限公司位于深圳市南山區(qū)南頭街道南聯(lián)社區(qū)中山園路9號君翔達(dá)大廈辦公樓A201,交通便利,環(huán)境優(yōu)美,是一家貿(mào)易型企業(yè)。力恩科技是一家有限責(zé)任公司企業(yè),一直“以人為本,服務(wù)于社會”的經(jīng)營理念;“誠守信譽,持續(xù)發(fā)展”的質(zhì)量方針。公司擁有專業(yè)的技術(shù)團隊,具有實驗室配套,誤碼儀,協(xié)議分析儀,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等多項業(yè)務(wù)。力恩科技以創(chuàng)造***產(chǎn)品及服務(wù)的理念,打造高指標(biāo)的服務(wù),引導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展。
1.1.2高速信號傳輸?shù)慕缍?biāo)準(zhǔn) 高速信號傳輸所涉及的個概念和技術(shù),就是界定信號傳輸是高速信號傳輸還是低速信號傳輸。 從工程設(shè)計角度來看,高速信號可以定義為:需要對其傳輸線進(jìn)行設(shè)計,以確保在傳輸過程中其波形失真度可以接受的那些信號。界定高速信號傳輸?shù)囊罁?jù)有以下兩條。 ①對于模擬信號,所有模擬信號傳輸都應(yīng)該看作高速信號傳輸,因為模擬信號傳輸一般要求傳輸過程中具有很小的波形失真度。 ②對于數(shù)字信號,通過分析,若設(shè)計該數(shù)字信號傳輸線需要考慮阻抗才能保證信號傳輸?shù)侥康奶幍氖д娑瓤山邮埽@種情況下的數(shù)字信號就是高速信號。 高速信號傳輸研究的主要目的是解決信號保形傳輸問題;陜...