高速信號(hào)傳輸技術(shù)理論和概念繁多
對(duì)于大多數(shù)從事電子設(shè)計(jì)的工程師,由于沒(méi)有系統(tǒng)的電磁兼容、信號(hào)完整性和電源完整性技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)和培訓(xùn),往往接觸到許多眾說(shuō)紛紜的有關(guān)高速信號(hào)傳輸方面的解釋,這些解釋往往為了說(shuō)明SI、PI和EMC相關(guān)理論、概念和技術(shù),從不同的角度引入了很多概念和名詞。比如,是“地”的概念,就有安全地、結(jié)構(gòu)地、屏蔽地、數(shù)字地、模擬地、地平面、地信號(hào)等,而且這些地各有各的定義和用途。再比如,接“地”的方式也有很多要求,包括單點(diǎn)共地、多點(diǎn)共地、混合共地、數(shù)字地與模擬地分割、懸浮地等,它們有各自的特點(diǎn)和適用的場(chǎng)合。
這些概念和名詞對(duì)于專業(yè)從事電磁兼容、信號(hào)完整性和電源完整性專業(yè)的工程師來(lái)講或許不是問(wèn)題,可能是對(duì)他們工程化技術(shù)方面的補(bǔ)充。但是,對(duì)于大多數(shù)電子設(shè)計(jì)工程師來(lái)講,這可能令他們眼花繚亂、無(wú)所適從,而且對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題,其往往不知道到底用什么概念去解釋和解決。
高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)內(nèi)容;重慶高速信號(hào)傳輸服務(wù)熱線
(4)保形傳輸保形傳輸是指電信號(hào)在傳輸通道上進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中,其信號(hào)失真度被控制在一定范圍內(nèi),使得信號(hào)接收器能夠正確接收該信號(hào)。我們開(kāi)發(fā)電子設(shè)備,其中一項(xiàng)重要工作是為所有的電信號(hào)設(shè)計(jì)合適的傳輸通道,以確保電信號(hào)在傳輸通道上進(jìn)行保形傳輸。電子設(shè)計(jì)工程師在開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品時(shí),對(duì)于模擬信號(hào)傳輸,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是要確保模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中基本無(wú)失真;對(duì)于數(shù)字信號(hào)傳輸,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是要確保數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中,其失真度保持在一定范圍內(nèi),使得信號(hào)接收器能夠正確識(shí)別。我們可以用交通運(yùn)輸作為類比來(lái)理解信號(hào)傳輸?shù)母拍?。?dāng)談到交通運(yùn)輸?shù)母拍顣r(shí),我們不但顯性地指明交通工具,如汽車(chē)、火車(chē)、高速列車(chē)或飛機(jī),也隱性地提及與交通工具相對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸通道,如公路、鐵路、高速鐵路或空中航道。交通工具與運(yùn)輸通道構(gòu)成完整的交通運(yùn)輸概念,脫離開(kāi)交通工具談?wù)摻煌ㄟ\(yùn)輸沒(méi)有實(shí)際意義,脫離運(yùn)輸通道談?wù)摻煌ㄟ\(yùn)輸也沒(méi)有實(shí)際意義,如汽車(chē)運(yùn)輸是指汽車(chē)和與之對(duì)應(yīng)的公路或高速公路,火車(chē)運(yùn)輸是指火車(chē)和與之對(duì)應(yīng)的鐵路,高鐵運(yùn)輸是指高速火車(chē)和與之對(duì)應(yīng)的高速鐵路,飛機(jī)運(yùn)輸是指飛機(jī)和與之對(duì)應(yīng)的空中航道。交通工具與運(yùn)輸通道是相互匹配的。甘肅高速信號(hào)傳輸工廠直銷高速喜好傳輸?shù)膫鬏斔俣龋?/p>
克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室
2.1高速信號(hào)傳輸定義
高速信號(hào)傳輸是一定條件下的(電)信號(hào)傳輸,這里的條件對(duì)數(shù)字(電)信號(hào)而言,是指信號(hào)傳輸通道長(zhǎng)度與信號(hào)帶寬波長(zhǎng)的關(guān)系,對(duì)模擬信號(hào)而言,無(wú)論帶寬大小,都被看作高速信號(hào)傳輸。2.1.1信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)概念(1)電信號(hào)在通信、信號(hào)處理或者電子工程等技術(shù)領(lǐng)域中,任何隨時(shí)間和空間變化的量都可以稱為信號(hào),如果量的變化是連續(xù)的,則稱為模擬信號(hào),如果量的變化是離散的,則稱為數(shù)字信號(hào)。電信號(hào)是指其電壓值(電流值)、頻率值或相位值隨時(shí)間變化的量,同樣地,電信號(hào)也包括模擬電信號(hào)和數(shù)字電信號(hào)。
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原因在于:對(duì)應(yīng)某個(gè)數(shù)字信號(hào),如果其傳輸線設(shè)計(jì)不當(dāng)而在某些位置出現(xiàn)阻抗突變,則信號(hào)在此處會(huì)發(fā)生反射,反射的信號(hào)向著與信號(hào)傳輸方向相反的方向傳輸,若再遇到阻抗突變,會(huì)再次發(fā)生反射,信號(hào)與反射信號(hào)疊加在信號(hào)采集處,會(huì)影響采集器對(duì)信號(hào)的判斷。由天線原理可知,如果反射點(diǎn)恰好處于信號(hào)某個(gè)有效諧波波長(zhǎng)的1/4處,則在該段傳輸線上任意位置入射信號(hào)和反射信號(hào)的相位相同,電流方向相反,信號(hào)幅值疊加,該段傳輸線構(gòu)成射頻發(fā)射天線。因此,一般情況下,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時(shí),該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線就是高速信號(hào)。 高速信號(hào)傳輸技術(shù)的內(nèi)涵 高速信號(hào)和處理需要考慮三部分設(shè)計(jì);
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若要信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器正常工作,只需為它們提供完好的電源供給;若要信號(hào)傳輸過(guò)程中無(wú)失真或有可以允許的失真,則需要信號(hào)傳輸通道通暢(即后面所講的傳輸線的特征阻抗具有相對(duì)的一致性);若信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)干擾或有可以容許的干擾,則需要對(duì)信號(hào)傳輸通道提供電磁屏蔽。
以上三個(gè)方面的技術(shù)分別涉及電源完整性、信號(hào)完整性和電磁兼容性技術(shù)。低速信號(hào)和高速信號(hào)傳輸對(duì)于信號(hào)傳輸通道有著不同的要求,就像普通火車(chē)和高速火車(chē)要求不同等級(jí)和質(zhì)量的鐵路、車(chē)站和環(huán)境一樣,高速信號(hào)的傳輸必然要求更高等級(jí)和更高質(zhì)量的信號(hào)傳輸線、供電系統(tǒng)和電磁屏蔽環(huán)境,以確保高速信號(hào)在發(fā)送端、傳輸路徑和接收端的波形失真度方面在可控范圍內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)的正確發(fā)送、傳輸、接收和解碼。 高速信號(hào)傳輸距離與介質(zhì)類型;重慶高速信號(hào)傳輸服務(wù)熱線
高速信號(hào)傳輸用串行還是并行。重慶高速信號(hào)傳輸服務(wù)熱線
高速信號(hào)傳輸
串?dāng)_分析
由于頻率的提高,傳輸線之間的串?dāng)_明顯增大,對(duì)信號(hào)完整性也有很大的影響,可以通過(guò)仿真來(lái)預(yù)測(cè)、模擬,并采取措施加以改善。以CMOS信號(hào)為例建立仿真模型,如圖6所示。在仿真時(shí)設(shè)置干擾信號(hào)的頻率為66MHz的方波,擾者設(shè)置為零電平輸入,通過(guò)調(diào)整兩根線的間距和兩線之間平行走線的長(zhǎng)度來(lái)觀察擾者接收端的波形。仿真結(jié)果如圖7,分別為間距是203.2mm、406。4mm時(shí)的波形。
從仿真結(jié)果看出,兩線間距為406.4mm時(shí),串?dāng)_電平為200mV左右,203.2mm時(shí)為500mV左右??梢?jiàn)兩線之間的間距越小串?dāng)_越大,所以在實(shí)際高速PCB布線時(shí)應(yīng)盡量拉大傳輸線間距或在兩線之間加地線來(lái)隔離。 重慶高速信號(hào)傳輸服務(wù)熱線
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