訊號完整性分析

2021-08-28 18:19:33 字數 2250 閱讀 1762

訊號完整性是指訊號在傳輸路徑上的質量,由於路徑的特性對訊號造成的失真。數位電路剛出現的時候,由於傳輸訊號速率很低,在電路分析時採用低頻和直流的方法就可以。

但是隨著數碼訊號頻率越來越高,電路的模擬特性越來越顯現出來,所以也有人說訊號完整性是數字與模擬的橋梁。數位電路工程師已經需要大量的射頻和微波電路基礎理論來分析數位電路。高階的訊號完整性試驗室都需要同時配備示波器和網路分析儀。

傳輸路徑可以是普通的金屬線,可以是光學器件,也可以是其他媒質。訊號具有良好的訊號完整性是指當在需要的時候,具有所必需達到的電壓電平數值。差的訊號完整性不是由某一單一因素導致的,而是系統設計中多種因素共同引起的。

不管是在系統中什麼地方,隔離並排除訊號完整性故障總是一項極具挑戰性的任務。您需要高頻寬而且省時的解決方案來正確解決高速訊號偏差問題,訊號完整性測試裝置數字示波器、邏輯分析儀、實時頻譜分析儀、時域反射計解決方案、訊號發生器、高保真探頭和分析軟體。

高速領域:時鐘頻率超過100mhz或者tr小於1ns,訊號完整性效應就變得重要。通常將這種情況稱之為高頻領域或高速領域。

體會:可作為經驗法則。大致判斷某塊電路是否需要進行計算或**。對於低於此頻率以下,tr以上的,便可採用大致的經驗來設計。對於低頻唯一的要求就是聯通即可。高一點的要求便是美觀工整。按要求設計唄,不用考慮太多si問題。做好pds即可了。

1.時序;2.雜訊;3.電磁干擾。

理解:具體產生以上問題還沒有細緻研究過。待成為半神再來解釋

1.單一網路的訊號完整性;在訊號路徑或返回路徑上由於阻抗突變而引起的反射與失真

2.兩個或多個網路間的串擾;和理想迴路與非理想迴路耦合的互容互感。

3.電源和地分配中的軌道塌陷;在電源、地網路中的電壓變化!

4.來自整個系統的電磁干擾和輻射。

任何改變橫截面或網路幾何形狀的特性都會改變訊號所受到的特性阻抗。使訊號所感受到的阻抗突變如下:

1.線寬的變化;2.層轉換;3、返回路徑平面上的間隙;4.接外掛程式5.分支線,t型線或者樁線;6.網路末端。

體會:需要注意的是網路末端和接外掛程式,網路末端可以端接乙個匹配同阻抗的電阻(引出問題為消耗額外功率,以及減少電流。電阻並接在網路中,存在乙個問題即電壓為源端電壓減去傳輸線分壓。電流為源電流減去各個分支電流。如果源端為電流驅動型別,則有可能導致接收端灌電流太小,驅動不了)接外掛程式可以並接乙個電容至地。)

定義:突變—令阻抗發生變化的所有特徵稱之為突變。

振鈴:通常認為是因為阻抗突變造成的反射引起的振鈴。

1. 如果把人比喻成訊號,道路比喻成傳輸線,坑窪看做特徵阻抗

---當人邁大步子(訊號的上公升時間》訊號往返時間),道路上的的坑窪會被跳過,感覺不到,走的很順暢;當人邁著小碎步(訊號的上公升時間《訊號往返時間),道路上的坑窪則不可避免的,這時走時會遇到很大阻力

---當不考慮外界干擾,如果道路保持一致(瞬態阻抗),人(訊號)在道路上會保持恆定不變,如果道路出現坑窪(阻抗變化,中途遇到的電阻,電容,電感,過孔,pcb轉角,接外掛程式),人(訊號)在道路上速度就會發生改變(反射)

1.大多數高速數字系統中,訊號上公升時間約是時鐘週期的10%,即1/10x1/fclock。例如100mhz使中的上公升時間大約是1ns.

2.在fr4板材上銅線條中訊號速度為6in/ns(=15cm/ns)。

3.傳輸線的特徵阻抗,只有當訊號在走線上的往返時間大於訊號的上公升時間才考慮。

3.所有與訊號完整性雜訊問題有關的效應都應與下面四類特定雜訊源中的乙個:

在訊號路徑或返回路徑上由於阻抗突變而引起的反射與失真。使訊號感受到阻抗變化的情況。 例如振鈴問題就是由於訊號傳輸過程中感受到阻抗的變化,發生的訊號反射

產生串擾的原因:正是網路間的容性耦合和感性耦合,給有害雜訊從乙個網路到達另乙個網路提供了路徑

當通過電源和地路徑的電流發生變化時,在電源路徑和地路徑間的阻抗上將產生乙個壓降。這個壓降就意味著供給晶元的電壓減小了,可以看做是電源與地間的電壓減小或塌陷。這就是為啥要在晶元電源旁加個電容原因

電感--由於電流變化產生的感應電壓引起傳輸線效應,突變,串擾,開關雜訊,軌道塌陷,地彈和大大多數電磁干擾源(emi)

訊號完整性分析一

1 單個網路的訊號完整性。終端 反射 輻射 2 兩個或者多個網路之間的串擾。串擾 3 電源與地的軌道塌陷。輻射 電源pdn。4 來自整個心痛的電磁干擾與輻射。emi emc。單個網路 訊號不匹配會出現振鈴現象。產生的原因為 1 線寬的變化 2 層的轉化 3 返回路徑的間隙 4 接外掛程式 5 分支線...

訊號完整性分析筆記

第二章時域與頻域 頻寬與上公升時間的關係 意味著頻寬越寬上公升時間就越短,波形就越接近方波。這裡的頻寬是有效頻寬,跟我們平常所說的頻寬不一樣,關於什麼是 有效的 作者專門做了說明。最後一段話說的很清楚,和理想方波對比,如果實際波形的某次諧波功率高於理想波形的50 那麼就說是是有效的。第三章阻抗和電氣...

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