2.3.3信號(hào)完整性的意義
只要有信號(hào)的傳輸,就存在信號(hào)的完整性問題。歸納起來,信號(hào)完整性問題存在于以下三個(gè)層面。
①系統(tǒng)級(jí)信號(hào)完整性問題:進(jìn)行設(shè)備與設(shè)備電氣互聯(lián)的信號(hào)傳輸時(shí)可能存在的信號(hào)完整性問題。
②板級(jí)信號(hào)完整性問題:進(jìn)行電子模塊上器件與器件電氣互聯(lián)的信號(hào)傳輸時(shí)可能存在的信號(hào)完整性問題。
③芯片級(jí)信號(hào)完整性問題:進(jìn)行集成電路內(nèi)部晶體管與晶體管電氣互聯(lián)的信號(hào)傳輸時(shí)可能存在的信號(hào)完整性問題。信號(hào)完整性是電子系統(tǒng)或設(shè)備研發(fā)必須滿足的底線。如果某電子系統(tǒng)或設(shè)備中的任何一個(gè)電信號(hào)在傳輸過程不能保證其波形的完整性,接收端接收到信號(hào)后就不能作出正確解釋,從而使系統(tǒng)或設(shè)備的功能因信號(hào)解釋失誤而導(dǎo)致失效,該電子系統(tǒng)或設(shè)備就不是一個(gè)功能和性能可靠的電子產(chǎn)品了 高速信號(hào)傳輸所涉及的概念和技術(shù);眼圖測(cè)試高速信號(hào)傳輸安裝
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,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)傳輸過程中信號(hào)無失真或有可以允許的失真;
●保證信號(hào)在傳輸過程中無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。 吉林高速信號(hào)傳輸聯(lián)系人高速信號(hào)傳輸所涉及的個(gè)概念;
克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室
③高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)技術(shù)是數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師必須掌握的另一項(xiàng)基本技能。該設(shè)計(jì)技術(shù)主要解決高速信號(hào)傳輸問題,即在電路設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)采取一定的措施,使所有的電信號(hào)在發(fā)送、傳輸和接收過程中具有合乎其各自要求的波形失真度,使得信號(hào)接收器能夠正確接收信號(hào)發(fā)送器產(chǎn)生的信號(hào)邏輯,也就是大家所說的高速信號(hào)傳輸正確性設(shè)計(jì)技術(shù)。
注意:
只研究高速信號(hào)傳輸相關(guān)內(nèi)容,不涉及信號(hào)時(shí)序設(shè)計(jì)和高速電路散熱設(shè)計(jì)。高速信號(hào)傳輸正確性需要滿足以下三個(gè)方面的要求:
●信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器二者都正常工作;
●信號(hào)傳輸過程中信號(hào)無失真或有可以允許的失真;
●信號(hào)在傳輸過程中無干擾或有可以容許的干擾。
信號(hào)完整性之反射
反射(reflection)信號(hào)傳輸模型
Sin為信號(hào)源/驅(qū)動(dòng)源,R1為內(nèi)阻;R2為源端匹配電阻,一般是33/50R;R1+R2我們稱為源端阻抗。R3為終端匹配,一般是50歐,有時(shí)會(huì)上拉到電源,R3和終端及內(nèi)阻阻抗并聯(lián)值稱為終端阻抗。微帶線特性阻抗/特征阻抗,如果這條傳輸線是一條均勻的傳輸線,它在每一個(gè)位置的瞬時(shí)阻抗都是相同的,我們把這個(gè)固定的阻抗值叫做傳輸線的特征阻抗。而瞬時(shí)阻抗值的就是當(dāng)信號(hào)在微帶線上傳輸時(shí),每時(shí)每刻所感受到的信號(hào)阻抗就是瞬時(shí)阻抗,瞬時(shí)阻抗可以等于特征阻抗,當(dāng)然也可以不等于,但是只要是在允許公差范圍就影響不大叫做特征阻抗。
高速信號(hào)傳輸研究的主要目的是解決信號(hào)保形傳輸問題;
2.4電源完整性的概念
2.4.1電源完整性的定義
電源信號(hào)是電信號(hào)的一個(gè)特例,因此,電源完整性是信號(hào)完整性的一個(gè)特例,電源信號(hào)在傳輸過程中同樣具有完整性的問題。電源完整性,英文為PowerIntegrity,簡(jiǎn)稱PI,指電源系統(tǒng)所產(chǎn)生的電源信號(hào)經(jīng)供電傳輸線傳輸,到達(dá)受電器件電源輸入管腳時(shí),能夠保證電壓的波動(dòng)量和電流的供給量滿足受電器件正常工作的要求。電源完整性表示信電源信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸后仍保持相對(duì)良好的特性,否則被供電的電路就不能正常工作。集成電路芯片,尤其是數(shù)字集成電路芯片,其工作的本質(zhì)是內(nèi)部晶體管狀態(tài)的翻轉(zhuǎn),大量晶體管狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)需要供電系統(tǒng)提供其所需要的瞬態(tài)變化量很大的電流,其所需的電源能量只能由電源供電單元所提供。以“個(gè)人資金供給系統(tǒng)”類比受電器件的電源供電單元,可以更直觀地理解電源完整性的概念。 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);眼圖測(cè)試高速信號(hào)傳輸安裝
高速信號(hào)是需要對(duì)其傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì);眼圖測(cè)試高速信號(hào)傳輸安裝
①高速信號(hào)是需要對(duì)其傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì),以確保在傳輸過程中其波形失真度可以接受的那些信號(hào)。模擬信號(hào)傳輸都應(yīng)該看作高速信號(hào)傳輸,數(shù)字信號(hào)如果其傳輸線長(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,該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線就是高速信號(hào)。
②信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性是高速信號(hào)傳輸所涉及的三大支撐技術(shù)。
③信號(hào)完整性表示信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸通道傳輸后仍保持相對(duì)良好,需要為各種信號(hào)選擇設(shè)計(jì)合適的信號(hào)傳輸通道,使得高速信號(hào)傳輸?shù)碾娦盘?hào)能夠保形傳輸。
④電源完整性表示信電源信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸后仍保持相對(duì)良好,選擇和設(shè)計(jì)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(hào)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(shí)不對(duì)其他電子系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾 眼圖測(cè)試高速信號(hào)傳輸安裝
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