多端口矩陣測試信號完整性分析系列

來源: 發(fā)布時間:2023-04-08

雖然信號的頻率只有2MHz,但是由于信號的邊沿速率很快,和信號的互連傳輸延時有了 可比性(信號邊沿時間比4?6倍的互連傳輸時延時還要?。?,所以也會造成信號完整性的問題。

信號的質(zhì)量

信號完整性需要保證信號傳輸過程中的質(zhì)量。簡單來說,信號質(zhì)量就是設(shè)計(jì)者必須保證 信號在驅(qū)動端、互連結(jié)構(gòu)上,特別是接收端上的特性,避免造成功能性和穩(wěn)定性方面的問題。

在傳統(tǒng)意義上從數(shù)字信號波形來看,信號質(zhì)量包括過沖、回沖、振鈴、邊沿單調(diào)性等方 面的問題。 信號完整性分析近端串?dāng)_與遠(yuǎn)端串?dāng)_問題?多端口矩陣測試信號完整性分析系列

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信號完整性改善方法:

-添加電源濾波電容和電源抗性;

-添加信號濾波器;

-減少線路長度;

-減少單板上的信號層間距離;

-加強(qiáng)屏蔽接地,減少電磁輻射干擾;

-使用差分信號傳輸,減少串?dāng)_。

綜上所述,理解信號完整性的基礎(chǔ)知識并掌握常用的測試方法,對于設(shè)計(jì)高速數(shù)字系統(tǒng)以及解決信號干擾和失真問題非常重要。

總之,信號完整性是高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個關(guān)鍵問題,它需要設(shè)計(jì)人員了解基本概念、常見的失真類型和相應(yīng)的分析方法。通過對信號完整性進(jìn)行分析和優(yōu)化,可以確保數(shù)字系統(tǒng)在傳輸和處理高速數(shù)據(jù)時能夠滿足性能和可靠性要求。 數(shù)字信號信號完整性分析PCI-E測試信號完整性問題,信號完整性的定義;

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1、什么是信號完整性“0”、“1”碼是通過電壓或電流波形來傳遞的,盡管信息是數(shù)字的,但承載這些信息的電壓或者電流波形確實(shí)模擬的,噪聲、損耗、供電的不穩(wěn)定等多種因素都會使電壓或者電流發(fā)生畸變,如果畸變嚴(yán)重到一定程度,接收器就可能錯誤判斷發(fā)送器輸出的“0”、“1}碼,這就是信號完整性問題。廣義上講,信號完整性(SignalIntegrity,SI)包括由于互連、電源、器件等引起的所有信號質(zhì)量及延時等問題。

2、SI問題的根源:頻率提高、上升時間減小、擺幅降低、互連通道不理想、供電環(huán)境惡劣、通道之間延時不一致等都可能導(dǎo)致信號完整性問題;但其根源主要是信號上升時間減小。注:上升時間越小,信號包含的高頻成分就越多,高頻分量和通道間相互作用就可能使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變。

什么是信號完整性

信號完整性(Signal Integrity)可以泛指信號電壓、電流在互連結(jié)構(gòu)傳輸過程中的信號質(zhì) 量問題,包括噪聲、干擾及由其造成的時序影響等。

什么時候需要考慮信號完整性問題呢?

一般來說,傳統(tǒng)的電路學(xué)理論適用于信號互連的電路尺寸遠(yuǎn)小于傳輸信號中設(shè)計(jì)者所關(guān) 心的比較高頻率所對應(yīng)波長的電路結(jié)構(gòu)分析。此時,信號的互連等效于一階電路元件,被稱為 集總元件(Lumped Elements):反之,當(dāng)信號互連的電路尺寸接近傳輸信號中設(shè)計(jì)者所關(guān)心 的比較高頻率所對應(yīng)的波長時,由于互連路徑上不同位置的電壓或電流的大小與相位均可能不 同,信號的互連等效于多階電路元件,因而被稱為分布式元件(Distributed Elements)。在數(shù) 字世界中,邊沿速率幾乎完全決定了信號中的比較大的頻率成分,通常從工程經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為當(dāng)信號 邊沿時間小于4?6倍的互連傳輸時延時,信號互連路徑會被當(dāng)作分布參數(shù)模型處理,并需要 考慮信號完整性的行為。

實(shí)世界里的數(shù)字信號并不只是0或1的表現(xiàn),一定會存在從0到1或從1到0的跳變 過程。 什么是高速電路 高速電路信號完整性分析。

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波形測試

首先是要求主機(jī)和探頭一起組成的帶寬要足夠?;旧蠝y試系統(tǒng)的帶寬是測試信號帶寬的3倍以上就可以了。實(shí)際使用中,有一些工程師隨便找一些探頭就去測試,甚至是A公司的探頭插到B公司的示波器去,這種測試很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。波形測試是信號完整性測試中常用的手段,一般是使用示波器進(jìn)行,主要測試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過測試波形的參數(shù),可以看出幅度、邊沿時間等是否滿足器件接口電平的要求,有沒有存在信號毛刺等。由于示波器是極為通用的儀器,幾乎所有的硬件工程師都會使用,但并不表示大家都使用得好。波形測試也要遵循一些要求,才能夠得到準(zhǔn)確的信號。 信號完整性測試所需工具說明;廣西多端口矩陣測試信號完整性分析

信號完整性測量和數(shù)據(jù)后期處理;多端口矩陣測試信號完整性分析系列

利用分析軟件,可以對眼圖中的違規(guī)詳細(xì)情況進(jìn)行查看,比如在 MASK 中落入了一些采樣點(diǎn),在以前是不知道哪些情況下落入的,因?yàn)樗械牟蓸狱c(diǎn)是累加進(jìn)去的,總的效果看起來就象是長余暉顯示。而新的儀器,利用了其長存儲的優(yōu)勢,將波形采集進(jìn)來后進(jìn)行處理顯示,因此波形的每一個細(xì)節(jié)都可以保留,因此它可以查看波形的違規(guī)情況,比如波形是 000010 還是 101010,這個功能可以幫助硬件工程師查找問題的根源所在。

克勞德高速數(shù)字信號測試實(shí)驗(yàn)室 多端口矩陣測試信號完整性分析系列

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