信號(hào)完整性--系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法及案例分析

信號(hào)完整性是內(nèi)嵌于PCB設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)必備內(nèi)容，無(wú)論高速板還是低速板或多或少都會(huì)涉及信號(hào)完整性問(wèn)題。仿真或者guideline的確可以解決部分問(wèn)題，但無(wú)法覆蓋全部風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)高危風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)失去控制經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗，保證設(shè)計(jì)成功需要系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法。許多工程師對(duì)信號(hào)完整性知識(shí)有所了解，但干活時(shí)卻無(wú)處著手。把信號(hào)完整性設(shè)計(jì)落到實(shí)處，也需要清晰的思路和一套可操作的方法。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法是于爭(zhēng)博士多年工程設(shè)計(jì)中摸索總結(jié)出來(lái)的一套穩(wěn)健高效的方法，讓設(shè)計(jì)有章可循，快速提升工程師的設(shè)計(jì)能力。

信號(hào)完整性（SI）和電源完整性（PI）知識(shí)體系中重要的知識(shí)點(diǎn)，以及經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗的隱藏的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。圍繞這些知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)個(gè)案例逐步展開(kāi)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的理念、思路和具體操作方法。通過(guò)一個(gè)完整的案例展示對(duì)整個(gè)單板進(jìn)行系統(tǒng)化信號(hào)完整性設(shè)計(jì)的執(zhí)行步驟和操作方法。 信號(hào)接口一致性高速信號(hào)完整性測(cè)試；智能化多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析價(jià)格多少

信號(hào)完整性是指保證信號(hào)在傳輸路徑中受到少的干擾和失真以及在接收端能夠正確解碼。在高速數(shù)字系統(tǒng)中，信號(hào)完整性是保證系統(tǒng)性能和可靠性的關(guān)鍵因素。本文將介紹信號(hào)完整性的基礎(chǔ)知識(shí)。

1. 信號(hào)完整性相關(guān)參數(shù)：

-上升時(shí)間：信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖剿璧臅r(shí)間；-下降時(shí)間：信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖剿璧臅r(shí)間；-瞬態(tài)響應(yīng)：信號(hào)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)時(shí)的響應(yīng)；-帶寬：信號(hào)能夠通過(guò)的頻率范圍；-截止頻率：信號(hào)頻率響應(yīng)的邊緣頻率，信號(hào)經(jīng)過(guò)該頻率時(shí)會(huì)有很大的衰減；-抖動(dòng)：時(shí)鐘信號(hào)在傳輸路徑中存在的時(shí)間偏差；-串?dāng)_：信號(hào)在傳輸路徑中相互干擾的現(xiàn)象；-輻射干擾：高速電路產(chǎn)生的電磁輻射干擾其他電路的現(xiàn)象； 解決方案信號(hào)完整性分析規(guī)格尺寸解決信號(hào)完整性衰減的問(wèn)題？

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。

邊沿時(shí)間會(huì)影響信號(hào)達(dá)到翻轉(zhuǎn)門限電平的時(shí)間，并決定信號(hào)的帶寬。

信號(hào)之間的偏移(Skew),指一組信號(hào)之間的時(shí)間偏差，主要是由于在信號(hào)之間傳輸路 徑的延時(shí)(傳輸延遲)不同及一組信號(hào)的負(fù)載不同，以及信號(hào)的干擾(串?dāng)_)或者同步開(kāi)關(guān) 噪聲所造成信號(hào)上升下降時(shí)間(Rising and Falling Time)的變化等引起的在分析源同步信號(hào)時(shí)序時(shí)需要考慮信號(hào)之間的偏移，比如一組DDR數(shù)據(jù)走線和數(shù)據(jù)釆樣時(shí)鐘 之間的傳輸時(shí)延的偏差。

有效高低電平時(shí)間(High and Low Times),指信號(hào)保證為高或低電平有效的時(shí)間，如圖 1-15所示。在分析信號(hào)時(shí)序時(shí)必須保證在接收端的數(shù)據(jù)/地址信號(hào)的有效高低電平時(shí)間能夠滿 足接收器件時(shí)鐘信號(hào)判決所需要的建立保持時(shí)間的時(shí)序要求。 信號(hào)完整性分析方法信號(hào)完整性分析概述。

信號(hào)完整性分析的傳輸線理論

傳輸線的定義

傳輸線可定義為傳輸電流的有信號(hào)回流的信號(hào)線，所以，電路板上的走線、同軸電纜、 雙絞線等有信號(hào)回流的信號(hào)傳輸路徑都可以看作傳輸線。前面我們說(shuō)過(guò)，當(dāng)信號(hào)互連的電路 尺寸接近信號(hào)中設(shè)計(jì)者所關(guān)心的比較高頻率的波長(zhǎng)時(shí)，互連線上不同位置的電壓或電流的大小 與相位均可能不相同，需要用到分布式元件來(lái)考慮。

現(xiàn)代的智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等電子產(chǎn)品都內(nèi)含復(fù)雜的電路板，這些電路板上的走 線都可以認(rèn)為是傳輸線，它們負(fù)責(zé)把各種芯片連接在一起，并相互進(jìn)行通信， 硬件測(cè)試技術(shù)及信號(hào)完整性分析；智能化多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析價(jià)格多少

克勞德信號(hào)完整性測(cè)試?yán)碚撗芯浚恢悄芑喽丝诰仃嚋y(cè)試信號(hào)完整性分析價(jià)格多少

其次要注重細(xì)節(jié)。比如測(cè)試點(diǎn)通常選擇放在接收器件的管腳，如果條件限制放不到上面去的，比如 BGA 封裝的器件，可以放到靠近管腳的 PCB 走線上或者過(guò)孔上面。距離接收器件管腳過(guò)遠(yuǎn)，因?yàn)樾盘?hào)反射，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果和實(shí)際信號(hào)差異比較大;探頭的地線盡量選擇短地線等。

，需要注意一下匹配。這個(gè)主要是針對(duì)使用同軸電纜去測(cè)試的情況，同軸直接接到示波器上去，負(fù)載通常是 50 歐姆，并且是直流耦合，而對(duì)于某些電路，需要直流偏置，直接將測(cè)試系統(tǒng)接入時(shí)會(huì)影響電路工作狀態(tài)，從而測(cè)試不到正常的波形。 智能化多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析價(jià)格多少

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