要想得到零邊沿時(shí)間的理想方波,理論上是需要無(wú)窮大頻率的頻率分量。如果比較高只考 慮到某個(gè)頻率點(diǎn)處的頻率分量,則來(lái)出的時(shí)域波形邊沿時(shí)間會(huì)蛻化,會(huì)使得邊沿時(shí)間增大。
如,一個(gè)頻率為500MHz的理想方波,其5次諧波分量是2500M,如果把5次諧波以 內(nèi)所有分量成時(shí)域信號(hào),貝U其邊沿時(shí)間大概是0.35/2500M=0.14ns,即140ps。
我們可以把數(shù)字信號(hào)假設(shè)為一個(gè)時(shí)間軸上無(wú)窮的梯形波的周期信號(hào),它的傅里葉變換。
對(duì)應(yīng)于每個(gè)頻率點(diǎn)的正弦波的幅度,我們可以勾勒出頻譜包絡(luò)線. 信號(hào)完整性測(cè)試項(xiàng)目可以分為幾大類;測(cè)量信號(hào)完整性分析一致性測(cè)試
信號(hào)完整性測(cè)試方法:
-時(shí)域測(cè)試:觀察信號(hào)在時(shí)間軸上的波形,分析信號(hào)的上升時(shí)間、下降時(shí)間、瞬態(tài)響應(yīng)等參數(shù),評(píng)估信號(hào)是否存在失真。
-頻域測(cè)試:通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換,將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域,分析信號(hào)的功率譜密度、帶寬等參數(shù),評(píng)估信號(hào)在傳輸路徑中存在的濾波和截止頻率等問(wèn)題。
-時(shí)鐘測(cè)試:通過(guò)觀察時(shí)鐘信號(hào)在傳輸路徑中的形狀和時(shí)間差異,分析時(shí)鐘信號(hào)的完整性,評(píng)估時(shí)鐘信號(hào)是否存在抖動(dòng)和時(shí)鐘漂移等問(wèn)題。
克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 測(cè)量信號(hào)完整性分析一致性測(cè)試克勞德高速信號(hào)完整性測(cè)試資料主要點(diǎn);
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。
信號(hào)完整性(SignalIntegrity,SI)是指信號(hào)在信號(hào)線上的質(zhì)量,即信號(hào)在電路中以正確的時(shí)序和電壓作出響應(yīng)的能力。如果電路中信號(hào)能夠以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅度到達(dá)接收器,則可確定該電路具有較好的信號(hào)完整性。反之,當(dāng)信號(hào)不能正常響應(yīng)時(shí),就出現(xiàn)了信號(hào)完整性問(wèn)題。
隨著高速器件的使用和高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越多,系統(tǒng)數(shù)據(jù)率、時(shí)鐘速率和電路密集度都在不斷地增加。在這種設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)快斜率瞬變和工作頻率很高,電纜、互連、印制板(PCB)和硅片將表現(xiàn)出與低速設(shè)計(jì)截然不同的行為,即出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。
信號(hào)完整性問(wèn)題能導(dǎo)致或者直接帶來(lái)諸如信號(hào)失真,定時(shí)錯(cuò)誤,不正確的數(shù)據(jù),地址、控制線和系統(tǒng)誤差等,甚至使系統(tǒng)崩潰,這已成為高速產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常值得注意的問(wèn)題。本文首先介紹了PCB信號(hào)完整性的問(wèn)題,其次闡述了PCB信號(hào)完整性的步驟,介紹了如何確保PCB設(shè)計(jì)信號(hào)完整性的方法。 信號(hào)完整性分析方法信號(hào)完整性分析概述。
什么是高速電路 高速電路信號(hào)完整性分析
在工作中經(jīng)常會(huì)遇到有人問(wèn)什么是高速電路,或者在設(shè)計(jì)高速電路的時(shí)候需要注意什么。每當(dāng)遇到這種問(wèn)題就頭腦發(fā)懵,其實(shí)不同的產(chǎn)品、不同的人對(duì)其都有不同的理解。簡(jiǎn)單總結(jié)一下基本的一些概念包括對(duì)高速電路的理解、什么是信號(hào)完整性還有信號(hào)的帶寬等。
高速電路的定義
本人從各種資料和書(shū)中看到許多關(guān)于高速電路的定義,可能不同的產(chǎn)品對(duì)于高速信號(hào)的定義不同,具體還要看設(shè)計(jì)的產(chǎn)品類型,簡(jiǎn)單整理主要有以下幾種:
1.是指由于信號(hào)的高速變化使電路中的模擬特性,如導(dǎo)線的電感、電容等發(fā)生作用的電路。
2.信號(hào)工作頻率超過(guò)50MHz,并且在這個(gè)頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個(gè)電子系統(tǒng)相當(dāng)?shù)姆至俊?信號(hào)接口一致性高速信號(hào)完整性測(cè)試;電氣性能測(cè)試信號(hào)完整性分析安裝
提供信號(hào)完整性測(cè)試軟件報(bào)告;測(cè)量信號(hào)完整性分析一致性測(cè)試
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)。 測(cè)量信號(hào)完整性分析一致性測(cè)試