2.1.4電信號(hào)的傳輸速度
當(dāng)信號(hào)在傳輸通道中傳輸時(shí),信號(hào)路徑和信號(hào)回路之間就會(huì)產(chǎn)生電壓差,而這個(gè)電壓又使信號(hào)傳輸通道的兩導(dǎo)線之間產(chǎn)生電場(chǎng);信號(hào)在傳輸通道上傳輸,信號(hào)傳輸通道的兩導(dǎo)線上存在電流,電流產(chǎn)生磁場(chǎng),而且信號(hào)上升沿或下降沿位置存在交流分量,交流分量產(chǎn)生交變的電場(chǎng)和交變的磁場(chǎng)。
電信號(hào)的傳輸實(shí)際上是通過(guò)在信號(hào)路徑和信號(hào)回路之間和周圍的介質(zhì)中建立交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)并通過(guò)電磁場(chǎng)傳播而進(jìn)行的,并非電子在導(dǎo)體的定向移動(dòng)。
提示 電子在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)速度不超過(guò)1米/秒。電磁波在真空中的傳播速度Vv為30萬(wàn)千米每秒(12in/ns),在介質(zhì)中的傳播速度是在真空中的速度除以傳輸通道中介質(zhì)的介電常數(shù)的平方根。 高速信號(hào)的傳輸?shù)墓こ袒夹g(shù);山東高速信號(hào)傳輸多端口矩陣測(cè)試
高速信號(hào)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(hào)傳輸設(shè)計(jì)
1、信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)概念
概念:電信號(hào)、傳輸通道、信號(hào)傳輸、保形傳輸
重點(diǎn):模擬信號(hào)可以看作“高速”信號(hào),比較好整體不失真
數(shù)字信號(hào)失真度能夠被控制在一定的范圍內(nèi)。
2、數(shù)字信號(hào)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(guò)傅里葉變換
(3)電信號(hào)的傳輸速度:與介質(zhì)常數(shù)有關(guān)
(4)信號(hào)完整性:SignalIntegrity
(5)電源完整性:PowerIntegrity
(6)電磁兼容性:ElectroMagneticCompatibility(EMC) 山東高速信號(hào)傳輸多端口矩陣測(cè)試數(shù)字信號(hào)的傳輸速率和其傳輸通道的長(zhǎng)度是高速信號(hào)傳輸?shù)膬蓚€(gè)不可分割的組成部分;
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。
高速數(shù)字信號(hào)傳輸電路的設(shè)計(jì)與仿真
高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵在于保持信號(hào)的完整,而影響信號(hào)完整性(即信號(hào)質(zhì)量)的因素主要有傳輸線的長(zhǎng)度、電阻匹配及電磁干擾、串?dāng)_等。設(shè)計(jì)過(guò)程中要保持信號(hào)的完整性必須借助一些仿真工具,仿真結(jié)果對(duì)PCB布線產(chǎn)生指導(dǎo)性意見,布線完成后再提取網(wǎng)絡(luò),對(duì)信號(hào)進(jìn)行布線后仿真,仿真沒(méi)有問(wèn)題后才能送出加工。目前這樣的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是個(gè)簡(jiǎn)單好用的工具,軟件中包含兩個(gè)工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布線設(shè)計(jì)前約束布線和各層的參數(shù)、設(shè)置時(shí)鐘的布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選擇元器件的速率、診斷信號(hào)完整性,并盡量避免電磁輻射及串?dāng)_等問(wèn)題。BoardSim用于布線以后快速地分析設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性、電磁兼容性和串?dāng)_問(wèn)題,生成串?dāng)_強(qiáng)度報(bào)告,區(qū)分并解決串?dāng)_問(wèn)題。作者使用LineSim工具,對(duì)信號(hào)的阻抗匹配、傳輸線的長(zhǎng)度、串?dāng)_進(jìn)行了仿真分析,并給出了指導(dǎo)性結(jié)論。 高速信號(hào)傳輸距離與介質(zhì)類型;
1.1.2高速信號(hào)傳輸?shù)慕缍?biāo)準(zhǔn)
高速信號(hào)傳輸所涉及的個(gè)概念和技術(shù),就是界定信號(hào)傳輸是高速信號(hào)傳輸還是低速信號(hào)傳輸。
從工程設(shè)計(jì)角度來(lái)看,高速信號(hào)可以定義為:需要對(duì)其傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì),以確保在傳輸過(guò)程中其波形失真度可以接受的那些信號(hào)。界定高速信號(hào)傳輸?shù)囊罁?jù)有以下兩條。
①對(duì)于模擬信號(hào),所有模擬信號(hào)傳輸都應(yīng)該看作高速信號(hào)傳輸,因?yàn)槟M信號(hào)傳輸一般要求傳輸過(guò)程中具有很小的波形失真度。
②對(duì)于數(shù)字信號(hào),通過(guò)分析,若設(shè)計(jì)該數(shù)字信號(hào)傳輸線需要考慮阻抗才能保證信號(hào)傳輸?shù)侥康奶幍氖д娑瓤山邮?,這種情況下的數(shù)字信號(hào)就是高速信號(hào)。 信號(hào)傳輸是否為高速信號(hào)傳輸,不但取決于數(shù)字信號(hào)的帶寬波長(zhǎng);PCI-E測(cè)試高速信號(hào)傳輸參考價(jià)格
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);山東高速信號(hào)傳輸多端口矩陣測(cè)試
2)傳輸通道在本書中,傳輸通道專指電信號(hào)的有線傳輸通道。電信號(hào)的傳輸通道是指由電信號(hào)的傳輸路徑和其返回路徑共同構(gòu)成的線路。需要特別強(qiáng)調(diào)的是,傳輸通道包括信號(hào)的傳輸路徑線路和該信號(hào)的返回路徑線路兩個(gè)相互依存的部分,二者缺一不可。
(3)信號(hào)傳輸在本書中,信號(hào)傳輸專指電信號(hào)的信號(hào)傳輸。我們把電信號(hào)和它的傳輸通道一起稱為信號(hào)傳輸。對(duì)于信號(hào)傳輸?shù)母拍疃?,電信?hào)和其傳輸通道是相互依存的,二者缺一不可。脫離電信號(hào)的傳輸通道討論信號(hào)傳輸是無(wú)意義的,同樣地,脫離傳輸通道上的電信號(hào)討論信號(hào)傳輸也是無(wú)意義的,對(duì)高速信號(hào)傳輸來(lái)說(shuō)更是如此。 山東高速信號(hào)傳輸多端口矩陣測(cè)試
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