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。 克勞德高速數(shù)字信號(hào)的測(cè)試,主要目的是對(duì)其進(jìn)行信號(hào)完整性分析；福建信號(hào)完整性分析產(chǎn)品介紹

信號(hào)的能量大部分集中在信號(hào)帶寬以下，意味著我們?cè)诳紤]這個(gè)信號(hào)的傳輸效應(yīng)時(shí)， 主要關(guān)注比較高頻率可以到信號(hào)的帶寬。

所以，假如在數(shù)字信號(hào)的傳輸過(guò)程中可以保證在信號(hào)的帶寬（0.35億）以下的頻率分量（模 擬信號(hào)）經(jīng)過(guò)互連路徑的質(zhì)量，則我們可以保證接收到比較完整的數(shù)字信號(hào)。

然而，我們會(huì)在下面看到在考慮信號(hào)完整性問(wèn)題時(shí)由于傳輸路徑阻抗不連續(xù)對(duì)信號(hào)的反 射，損耗隨頻率的增加而增加的特性等因素，這些頻率分量在傳輸時(shí)會(huì)有畸變，從而造成接 收到的各個(gè)頻率的分量疊加在時(shí)并不能完全保證復(fù)現(xiàn)原有的時(shí)域的數(shù)字信號(hào)。 福建信號(hào)完整性分析產(chǎn)品介紹信號(hào)完整性基本定義是指一個(gè)信號(hào)在電路中產(chǎn)生相應(yīng)的能力。

廣義的信號(hào)質(zhì)量還可以泛指包括所有可能引起信號(hào)接收、信號(hào)時(shí)序、工作穩(wěn)定性或者電 磁干擾方面問(wèn)題的不正?，F(xiàn)象。常見的有如下幾方面。

信號(hào)傳輸延遲(Propagation Delay),指由于傳輸路徑的延時(shí)造成的信號(hào)由發(fā)送到接收之 間的時(shí)間偏差，其與傳輸路徑的長(zhǎng)度和信號(hào)傳輸速度相關(guān)，在分析同步信號(hào) 時(shí)序時(shí)需要考慮傳輸路徑引起的延時(shí)。

上升下降時(shí)間(Rising and Falling Time),通常數(shù)據(jù)手冊(cè)將其定義為上升下降沿電壓在 10%?90%的時(shí)間。IBIS模型會(huì)用上升下降沿電壓在20%?80%的時(shí)間，上 升下降沿時(shí)間會(huì)因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境(供電電壓、溫度)的變化對(duì)器件造成影響；傳輸路徑的特性 (長(zhǎng)度，損耗等)；信號(hào)的負(fù)載；信號(hào)的干擾(串?dāng)_)或者同步開關(guān)噪聲等產(chǎn)生變化。某些接 收器件會(huì)有觸發(fā)要求，在時(shí)序約束要求嚴(yán)格的設(shè)計(jì)中(DDR2/DDR3/DDR4)也需要考慮上升 下降時(shí)間的因素。

信號(hào)完整性問(wèn)題及解決方法

信號(hào)完整性問(wèn)題的產(chǎn)生原因，影響信號(hào)完整性的各種因素，以及各因素之間的互相作用，辨識(shí)潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。信號(hào)完整性設(shè)計(jì)中5類典型問(wèn)題的處理方法辨析。初步認(rèn)識(shí)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。對(duì)信號(hào)完整性問(wèn)題形成宏觀上的認(rèn)識(shí)。

什么是信號(hào)完整性？

一些常見的影響信號(hào)質(zhì)量的因素。

信號(hào)完整性設(shè)計(jì)中5類典型問(wèn)題。

正確對(duì)待仿真與設(shè)計(jì)。

信號(hào)傳播、返回電流、參考平面合理選擇參考平面、控制耦合、規(guī)劃控制返回電流，是信號(hào)完整性設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本但非常重要能力。信號(hào)傳播方式是理解各種信號(hào)完整性現(xiàn)象的基礎(chǔ)，沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)一切無(wú)從談起。返回電流是很多問(wèn)題的來(lái)源。參考平面是安排布線層、制定層疊結(jié)構(gòu)的依據(jù)。耦合問(wèn)題導(dǎo)致PCB設(shè)計(jì)中可能產(chǎn)生很多隱藏的雷區(qū)。本部分用直觀的方式詳細(xì)講解這些內(nèi)容。通過(guò)案例展示如果處理不當(dāng)可能產(chǎn)生的問(wèn)題，以及如何在系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法中應(yīng)用這些知識(shí)。 基于多信號(hào)測(cè)試性設(shè)計(jì)分析；

信號(hào)完整性是許多設(shè)計(jì)人員在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中涉及的主要主題之一。信號(hào)完整性涉及數(shù)字信號(hào)波形的質(zhì)量下降和時(shí)序誤差，因?yàn)樾盘?hào)從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鲿?huì)通過(guò)封裝結(jié)構(gòu)、PCB 走線、通孔、柔性電纜和連接器等互連路徑。

當(dāng)今的高速總線設(shè)計(jì)如 LpDDR4x、USB 3.2 Gen1/2 (5Gbps/10Gbps)、USB3.2x2 (2x10Gbps)、PCIe 和即將到來(lái)的 USB4.0 (2x20Gbps) 在高頻數(shù)據(jù)從發(fā)送器流向接收器時(shí)會(huì)發(fā)生信號(hào)衰減。本文將概述高速數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)的信號(hào)完整性基礎(chǔ)知識(shí)和集膚效應(yīng)、阻抗匹配、特性阻抗、反射等關(guān)鍵問(wèn)題。 信號(hào)接口一致性高速信號(hào)完整性測(cè)試；福建信號(hào)完整性分析產(chǎn)品介紹

什么是信號(hào)完整性分析？福建信號(hào)完整性分析產(chǎn)品介紹

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， 福建信號(hào)完整性分析產(chǎn)品介紹