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信號完整性--系統(tǒng)化設(shè)計方法及案例分析

信號完整性是內(nèi)嵌于PCB設(shè)計中的一項必備內(nèi)容，無論高速板還是低速板或多或少都會涉及信號完整性問題。仿真或者guideline的確可以解決部分問題，但無法覆蓋全部風(fēng)險點，對高危風(fēng)險點失去控制經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計失敗，保證設(shè)計成功需要系統(tǒng)化的設(shè)計方法。許多工程師對信號完整性知識有所了解，但干活時卻無處著手。把信號完整性設(shè)計落到實處，也需要清晰的思路和一套可操作的方法。系統(tǒng)化設(shè)計方法是于爭博士多年工程設(shè)計中摸索總結(jié)出來的一套穩(wěn)健高效的方法，讓設(shè)計有章可循，快速提升工程師的設(shè)計能力。

信號完整性（SI）和電源完整性（PI）知識體系中重要的知識點，以及經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計失敗的隱藏的風(fēng)險點。圍繞這些知識點，通過一個個案例逐步展開系統(tǒng)化設(shè)計方法的理念、思路和具體操作方法。通過一個完整的案例展示對整個單板進行系統(tǒng)化信號完整性設(shè)計的執(zhí)行步驟和操作方法。 信號完整性測試內(nèi)容 ?高速電路中的常見問題和測試技巧衡量高速信號質(zhì)量的重要手段和方法；青海信號完整性分析哪里買

要想得到零邊沿時間的理想方波，理論上是需要無窮大頻率的頻率分量。如果比較高只考 慮到某個頻率點處的頻率分量，則來出的時域波形邊沿時間會蛻化，會使得邊沿時間增大。

如，一個頻率為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)所有分量成時域信號，貝U其邊沿時間大概是0.35/2500M=0.14ns,即140ps。

我們可以把數(shù)字信號假設(shè)為一個時間軸上無窮的梯形波的周期信號，它的傅里葉變換。

對應(yīng)于每個頻率點的正弦波的幅度，我們可以勾勒出頻譜包絡(luò)線. 青海信號完整性分析哪里買100條使信號完整性問題小化的通用設(shè)計原則；

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。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，你就可以選擇層疊了。注意，幾乎每一個插入其它電路板或者背板的PCB都有厚度要求，而且多數(shù)電路板制造商對其可制造的不同類型的層有固定的厚度要求，這將會極大地約束終層疊的數(shù)目。你可能很想與制造商緊密合作來定義層疊的數(shù)目。應(yīng)該采用阻抗控制工具為不同層生成目標(biāo)阻抗范圍，務(wù)必要考慮到制造商提供的制造允許誤差和鄰近布線的影響。在信號完整的理想情況下，所有高速節(jié)點應(yīng)該布線在阻抗控制內(nèi)層（例如帶狀線）。要使SI比較好并保持電路板去耦，就應(yīng)該盡可能將接地層/電源層成對布放。如果只能有一對接地層/電源層，你就只有將就了。如果根本就沒有電源層，根據(jù)定義你可能會遇到SI問題。你還可能遇到這樣的情況，即在未定義信號的返回通路之前很難仿真或者仿真電路板的性能?？藙诘滦盘柾暾詼y試?yán)碚撗芯浚?/p>

信號完整性分析

當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計從仿真階段進展到硬件環(huán)節(jié)時，您需要使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）來測試高速數(shù)字互連。首先，您需要對通道、物理層設(shè)備、連接器、電纜、背板或印刷電路板的預(yù)期測量結(jié)果有所了解。在獲得實際測量結(jié)果之后，再將實際結(jié)果與這個預(yù)期結(jié)果進行比較。我們的目標(biāo)是，通過軟件和硬件來建立可靠的信號完整性工作流程。硬件測量步驟包括儀器測量設(shè)置，獲取通道數(shù)據(jù)，以及分析通道性能。

對于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）等高動態(tài)范圍的儀器，您需要了解誤差校正，才能確保準(zhǔn)確的S參數(shù)測量。誤差校正包括校準(zhǔn)（測量前誤差校正）和去嵌入（測量后誤差校正）。通過調(diào)整校準(zhǔn)和去嵌入的參考點檢查通道中除了DUT之外的所有節(jié)點項目。 數(shù)字信號完整性測試進行分析；青海信號完整性分析哪里買

什么時候需要考慮信號完整性問題呢？青海信號完整性分析哪里買

信號完整性（SignalIntegrity，SI）是指信號在信號線上的質(zhì)量，即信號在電路中以正確的時序和電壓作出響應(yīng)的能力。如果電路中信號能夠以要求的時序、持續(xù)時間和電壓幅度到達(dá)接收器，則可確定該電路具有較好的信號完整性。反之，當(dāng)信號不能正常響應(yīng)時，就出現(xiàn)了信號完整性問題。

隨著高速器件的使用和高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計越來越多，系統(tǒng)數(shù)據(jù)率、時鐘速率和電路密集度都在不斷地增加。在這種設(shè)計中，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)計截然不同的行為，即出現(xiàn)信號完整性問題。

信號完整性問題能導(dǎo)致或者直接帶來諸如信號失真，定時錯誤，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)計中非常值得注意的問題。本文首先介紹了PCB信號完整性的問題，其次闡述了PCB信號完整性的步驟，介紹了如何確保PCB設(shè)計信號完整性的方法。 青海信號完整性分析哪里買

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