高速信號傳輸——信號完整性

信號的回路信號傳輸線：信號路徑、信號回路、中間介質(zhì)構(gòu)成信號自己回路的原則：直流電流：尋找小的電阻、與信號路徑組成信號環(huán)路面積小的回路交流電流：阻抗小、與信號路徑組成的信號環(huán)路面積小的回路電信號=直流+交流回路也就包括的直流信號回路和交流信號回路。

特征阻抗與反射(1) 特征阻抗定義：特性阻抗是射頻傳輸線影響無線電波電壓、電流的幅值和相位變化的固有特性，等于各處的電壓與電流的比值，用V/I表示。

(2)這樣的突變也就會(huì)導(dǎo)致信號的反射。

(3)差分線和單端信號線差分線一個(gè)對應(yīng)正極性，一個(gè)對應(yīng)負(fù)極性，還有一條用于實(shí)現(xiàn)信號回流的線單端信號線：一條信號路徑和信號回流的線

（4)大地與“基準(zhǔn)地”大地的概念：用于屏蔽和吸收大量電荷的物體，“大地”的意義也就在于為其所連接的物體提供一個(gè)收放多余電荷和垃圾電荷的地方在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)去掉“地”的概念，聚焦信號回路概念。

（5）信號類型模擬信號和數(shù)字信號單端信號和差分信號分成了：

單端模擬

差分模擬

單端數(shù)字

差分?jǐn)?shù)字 高速信號傳輸定義條件；解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法

①理解電阻、電感、電容等特性，其本質(zhì)就是對電流、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，在高速信號傳輸電路中還表現(xiàn)出其他的特性。

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

③認(rèn)識信號傳輸線、供電傳輸線、信號回路、供電回路、信號傳輸線的特征阻抗、供電中繼電容器等概念和意義，并糾正對地、屏蔽、信號回路幾個(gè)概念的誤解。

④了解信號類型、電源類型、信號傳輸線類型及其適合傳輸?shù)男盘栴愋?、電源傳輸線類型及其適合傳輸?shù)碾娫搭愋?、供電中繼電容器類型，以及各種信號傳輸線和電源傳輸線的屏蔽效能對比。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)、仿真和測試工具，就可以很輕松地進(jìn)行高速信號傳輸設(shè)計(jì)和問題的分析。 解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法高速信號是需要對其傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì)；

高速信號和處理需要考慮三部分設(shè)計(jì)：

高速邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)

高速電路散熱設(shè)計(jì)

高速信號傳輸設(shè)計(jì)

1、信號傳輸?shù)南嚓P(guān)概念

概念：電信號、傳輸通道、信號傳輸、保形傳輸

重點(diǎn)：模擬信號可以看作“高速”信號，比較好整體不失真

數(shù)字信號失真度能夠被控制在一定的范圍內(nèi)。

2、數(shù)字信號的特點(diǎn)：

（1）時(shí)域特點(diǎn)：周期，和上升時(shí)間

（2）頻域特性：波形是時(shí)域的表現(xiàn)，頻譜是頻域的表現(xiàn)，通過傅里葉變換

（3）電信號的傳輸速度：與介質(zhì)常數(shù)有關(guān)

（4）信號完整性：SignalIntegrity

（5）電源完整性：PowerIntegrity

（6）電磁兼容性：ElectroMagneticCompatibility(EMC)

2.4.2影響電源完整性的因素

良好的電源供電單元，類似良好的個(gè)人資金供給系統(tǒng)，應(yīng)滿足以下條件：

●電源轉(zhuǎn)換裝置必須能夠提供穩(wěn)定且功率充足的電源功率，否則受電器件會(huì)因得不到足夠的電源功率而無法正常工作；

●中遠(yuǎn)距電源供電中繼電容器必須能夠存儲(chǔ)足夠的電源能量，并及時(shí)補(bǔ)充受電器件附近的近距電源供電中繼電容器所消耗的能量；

●近距電源供電中繼電容器必須能夠?yàn)槭茈娖骷９ぷ魈峁┘磿r(shí)電源能量，滿足器件內(nèi)晶體管狀態(tài)翻轉(zhuǎn)所需瞬態(tài)變化的電流能量；

●供電單元有良好的電源信號傳輸通道，提供良好的電源傳輸。如果上述4個(gè)條件中的任一項(xiàng)不能得到滿足，就會(huì)破壞電源供電單元的良好性，即電源的完整性得不到保證。因此電源完整性設(shè)計(jì)就是合理設(shè)計(jì)這些組成部分，以保證芯片電源端的電壓波動(dòng)維持在一個(gè)合理范圍，并且供電電流充足，這樣電源供電單元才具備電源完整性。 高速信號傳輸代替高速信號設(shè)計(jì)的概念或高速電路設(shè)計(jì)的概念才能正確處理信號的保形傳輸問題？

特征阻抗一般有兩種說法：

1、當(dāng)信號傳輸時(shí)，本質(zhì)微電磁波傳輸，此時(shí)伴隨著電場和磁場，而阻抗被定義為電場和磁場的比值；

2、但信號傳輸時(shí)為高速信號，此時(shí)傳輸線非理想線，包含分布參數(shù)如電容、電感和電阻，此時(shí)對于信號來講這些參數(shù)形成的阻抗就是瞬時(shí)阻抗值。微帶線特性阻抗與輸入阻抗和輸出阻抗一致時(shí)，對信號傳輸比較好，此時(shí)不會(huì)發(fā)生反射。此時(shí)我們說傳輸線阻抗是連續(xù)的,不會(huì)發(fā)生反射。

阻抗不匹配

如果不匹配，將會(huì)導(dǎo)致信號反射問題，終引起過沖和下沖問題。

源端我們說一般叫做源端匹配，就算源端不匹配了在源端發(fā)生了反射，但是不會(huì)傳到終端去；此時(shí)需要終端完全吸收掉，所以我們叫源端匹配，終端吸收。 數(shù)字信號的傳輸速率和其傳輸通道的長度是高速信號傳輸?shù)膬蓚€(gè)不可分割的組成部分；解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法

高速信號傳輸?shù)娜乜芍?，信號的保形傳輸必須涉及以下三個(gè)方面的問題；解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法

克勞德高速數(shù)字信號測試實(shí)驗(yàn)室

②數(shù)字電路散熱設(shè)計(jì)是數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師必備的第二項(xiàng)基本技能。一方面，數(shù)字集成電路的發(fā)展趨勢是芯片的高集成度和小體積；另一方面，數(shù)字信號處理能力和速度在不斷提升，必然帶來數(shù)字電路功耗和熱耗的增大。以上兩方面的原因共同導(dǎo)致電路單位面積的熱流密度增加。當(dāng)熱流密度增加到一定程度時(shí)，自然散熱方式已經(jīng)不能滿足電路的散熱需要，必須考慮并采取合適的散熱措施，才能確保其在一定環(huán)境溫度下正常工作。 解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法