高速信號(hào)傳輸技術(shù)的簡(jiǎn)單性

對(duì)于大多數(shù)電子設(shè)計(jì)工程師，高速信號(hào)傳輸技術(shù)，即SI、PI和EMC真的很難、很復(fù)雜嗎？事實(shí)并非如此。對(duì)于大多數(shù)電子設(shè)計(jì)工程師來(lái)講，掌握關(guān)于電磁兼容、信號(hào)完整性和電源完整性一般性的原理、概念和技術(shù)，就可以很好地從事研發(fā)工作了，深入掌握這些技能則是專(zhuān)業(yè)工程師的事。在這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，掌握SI、PI和EMC相關(guān)技術(shù)是很容易的事情。

掌握一般性的原理、概念和技術(shù)為什么容易呢？對(duì)于大多數(shù)電子設(shè)計(jì)工程師，只需掌握以下這些知識(shí)。
高速信號(hào)傳輸——電源完整性；上海信號(hào)完整性測(cè)試高速信號(hào)傳輸

由天線(xiàn)原理可知，如果反射點(diǎn)恰好處于信號(hào)某個(gè)有效諧波波長(zhǎng)的1/4處，則在該段傳輸線(xiàn)上任意位置入射信號(hào)和反射信號(hào)的相位相同，電流方向相反，信號(hào)幅值疊加，該段傳輸線(xiàn)構(gòu)成射頻發(fā)射天線(xiàn)。因此，一般情況下，如果其傳輸線(xiàn)長(zhǎng)度大于該數(shù)字信號(hào)有效比較高諧波（一般為基頻的3~5倍）波長(zhǎng)的1/4時(shí)，則該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線(xiàn)就是高速信號(hào)。值得注意的是，數(shù)字信號(hào)是否為高速信號(hào)，除了與信號(hào)的頻率有關(guān)，還與傳輸它的線(xiàn)路長(zhǎng)度有關(guān)。

注意

信號(hào)傳輸是否為高速信號(hào)傳輸，不但取決于數(shù)字信號(hào)的帶寬波長(zhǎng)（等價(jià)于數(shù)字信號(hào)的速率），還取決于信號(hào)傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度。數(shù)字信號(hào)的傳輸速率和其傳輸通道的長(zhǎng)度是高速信號(hào)傳輸?shù)膬蓚€(gè)不可分割的組成部分。例如，傳輸速率為1Mbps的RS-422信號(hào)在雙絞屏蔽電纜上傳輸時(shí)，信號(hào)帶寬為5×1MHz。信號(hào)帶寬波長(zhǎng)λ為3×108÷（4）1/2÷（1×106×5）=30（m）。假設(shè)電纜材料的相對(duì)介電常數(shù)為4，只有當(dāng)RS-422信號(hào)傳輸通道長(zhǎng)度大于7.5m時(shí)，才可以被當(dāng)作高速信號(hào)傳輸。 上海信號(hào)完整性測(cè)試高速信號(hào)傳輸高速信號(hào)是需要對(duì)其傳輸線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；

高速信號(hào)傳輸

串?dāng)_分析

由于頻率的提高，傳輸線(xiàn)之間的串?dāng)_明顯增大，對(duì)信號(hào)完整性也有很大的影響，可以通過(guò)仿真來(lái)預(yù)測(cè)、模擬，并采取措施加以改善。以CMOS信號(hào)為例建立仿真模型，如圖6所示。在仿真時(shí)設(shè)置干擾信號(hào)的頻率為66MHz的方波，擾者設(shè)置為零電平輸入，通過(guò)調(diào)整兩根線(xiàn)的間距和兩線(xiàn)之間平行走線(xiàn)的長(zhǎng)度來(lái)觀(guān)察擾者接收端的波形。仿真結(jié)果如圖7，分別為間距是203.2mm、406。4mm時(shí)的波形。

從仿真結(jié)果看出，兩線(xiàn)間距為406.4mm時(shí)，串?dāng)_電平為200mV左右，203.2mm時(shí)為500mV左右。可見(jiàn)兩線(xiàn)之間的間距越小串?dāng)_越大，所以在實(shí)際高速PCB布線(xiàn)時(shí)應(yīng)盡量拉大傳輸線(xiàn)間距或在兩線(xiàn)之間加地線(xiàn)來(lái)隔離。

2.2高速信號(hào)傳輸相關(guān)的三個(gè)方面

上面已經(jīng)討論過(guò)，高速信號(hào)傳輸研究的主要目的是解決信號(hào)保形傳輸問(wèn)題，由信號(hào)傳輸?shù)娜乜芍?，信?hào)的保形傳輸必須涉及以下三個(gè)方面的問(wèn)題：

●保證信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器正常工作；

●保證信號(hào)傳輸過(guò)程中信號(hào)無(wú)失真或有可以允許的失真；

●保證信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)干擾或有可以容許的干擾。

如何設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)，以提供電流相對(duì)充足、電壓相對(duì)穩(wěn)定的電源給受電器件（信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器）；如何控制傳輸通道各段的阻抗，以使其具有相對(duì)的一致性；如何設(shè)計(jì)電磁屏蔽，以控制電磁干擾性和電磁敏感性，保證信號(hào)能夠被信號(hào)接收器正確解碼。以上這三個(gè)方面是高速信號(hào)傳輸技術(shù)涉及的研究?jī)?nèi)容，它們分別被稱(chēng)為電源完整性、信號(hào)完整性和電磁兼容性，是高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)的三大支撐技術(shù)，三者缺一不可。 高速信號(hào)傳輸定義條件；

高速數(shù)字信號(hào)傳輸電路的設(shè)計(jì)與仿真

高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵在于保持信號(hào)的完整，而影響信號(hào)完整性(即信號(hào)質(zhì)量)的因素主要有傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度、電阻匹配及電磁干擾、串?dāng)_等。設(shè)計(jì)過(guò)程中要保持信號(hào)的完整性必須借助一些仿真工具，仿真結(jié)果對(duì)PCB布線(xiàn)產(chǎn)生指導(dǎo)性意見(jiàn)，布線(xiàn)完成后再提取網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行布線(xiàn)后仿真，仿真沒(méi)有問(wèn)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(gè)簡(jiǎn)單好用的工具，軟件中包含兩個(gè)工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布線(xiàn)設(shè)計(jì)前約束布線(xiàn)和各層的參數(shù)、設(shè)置時(shí)鐘的布線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選擇元器件的速率、診斷信號(hào)完整性，并盡量避免電磁輻射及串?dāng)_等問(wèn)題。BoardSim用于布線(xiàn)以后快速地分析設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性、電磁兼容性和串?dāng)_問(wèn)題，生成串?dāng)_強(qiáng)度報(bào)告，區(qū)分并解決串?dāng)_問(wèn)題。作者使用LineSim工具，對(duì)信號(hào)的阻抗匹配、傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度、串?dāng)_進(jìn)行了仿真分析，并給出了指導(dǎo)性結(jié)論。 高速信號(hào)傳輸?shù)囊罁?jù)有有那幾條；安徽高速信號(hào)傳輸PCI-E測(cè)試

高速信號(hào)傳輸邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)；上海信號(hào)完整性測(cè)試高速信號(hào)傳輸

①理解電阻、電感、電容等特性，其本質(zhì)就是對(duì)電流、電流變化和電壓變化具有的抵抗力，以及電阻器、電感器、電容器幾種器件不僅具有主特性，在高速信號(hào)傳輸電路中還表現(xiàn)出其他的特性。

②掌握高速信號(hào)傳輸、信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性的概念，以及高速信號(hào)傳輸技術(shù)與信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性技術(shù)的關(guān)系。

③認(rèn)識(shí)信號(hào)傳輸線(xiàn)、供電傳輸線(xiàn)、信號(hào)回路、供電回路、信號(hào)傳輸線(xiàn)的特征阻抗、供電中繼電容器等概念和意義，并糾正對(duì)地、屏蔽、信號(hào)回路幾個(gè)概念的誤解。

④了解信號(hào)類(lèi)型、電源類(lèi)型、信號(hào)傳輸線(xiàn)類(lèi)型及其適合傳輸?shù)男盘?hào)類(lèi)型、電源傳輸線(xiàn)類(lèi)型及其適合傳輸?shù)碾娫搭?lèi)型、供電中繼電容器類(lèi)型，以及各種信號(hào)傳輸線(xiàn)和電源傳輸線(xiàn)的屏蔽效能對(duì)比。實(shí)際上，掌握了這些，我們就從本質(zhì)上了解了高速信號(hào)傳輸?shù)脑砗捅举|(zhì)，綜合考慮工程化因素（如產(chǎn)品成本、可制造性和可實(shí)現(xiàn)性等），結(jié)合使用相關(guān)的設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試工具，就可以很輕松地進(jìn)行高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)和問(wèn)題的分析。 上海信號(hào)完整性測(cè)試高速信號(hào)傳輸

深圳市力恩科技有限公司正式組建于2014-04-03，將通過(guò)提供以實(shí)驗(yàn)室配套，誤碼儀/示波器，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，協(xié)議分析儀等服務(wù)于于一體的組合服務(wù)。是具有一定實(shí)力的儀器儀表企業(yè)之一，主要提供實(shí)驗(yàn)室配套，誤碼儀/示波器，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，協(xié)議分析儀等領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品或服務(wù)。我們?cè)诎l(fā)展業(yè)務(wù)的同時(shí)，進(jìn)一步推動(dòng)了品牌價(jià)值完善。隨著業(yè)務(wù)能力的增長(zhǎng)，以及品牌價(jià)值的提升，也逐漸形成儀器儀表綜合一體化能力。深圳市力恩科技有限公司業(yè)務(wù)范圍涉及一般經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目是：儀器儀表的研發(fā)、租賃、銷(xiāo)售、上門(mén)維修；物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的研發(fā)及銷(xiāo)售；無(wú)源射頻產(chǎn)品的研發(fā)及銷(xiāo)售；電子產(chǎn)品及電子元器件的銷(xiāo)售；儀器儀表、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)源射頻產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)咨詢(xún)；軟件的研發(fā)以及銷(xiāo)售，軟件技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)等。等多個(gè)環(huán)節(jié)，在國(guó)內(nèi)儀器儀表行業(yè)擁有綜合優(yōu)勢(shì)。在實(shí)驗(yàn)室配套，誤碼儀/示波器，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，協(xié)議分析儀等領(lǐng)域完成了眾多可靠項(xiàng)目。