設備信號完整性分析

信號完整性 常用的三種測試方法

信號完整性測試的手段有很多，主要的一些手段有波形測試、眼圖測試、抖動測試等,目前應用比較的信號完整性測試手段應該是波形測試,即——使用示波器測試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過測試波形的參數,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。

信號完整性的測試手段主要可以分為三大類，下面對這些手段進行一些說明。

抖動測試

抖動測試現在越來越受到重視，因為的抖動測試儀器，比如TIA(時間間隔分析儀)、SIA3000，價格非常昂貴，使用得比較少。使用得*多是示波器加上軟件處理，如TEK的TDSJIT3軟件。通過軟件處理，分離出各個分量，比如RJ和DJ，以及DJ中的各個分量。對于這種測試，選擇的示波器，長存儲和高速采樣是必要條件，比如2M以上的存儲器，20GSa/s的采樣速率。不過目前抖動測試，各個公司的解決方案得到結果還有相當差異，還沒有哪個是或者行業(yè)標準。 信號完整性測試項目可以分為幾大類；設備信號完整性分析

2、串擾在PCB中，串擾是指當信號在傳輸線上傳播時，因電磁能量通過互容和互感耦合對相鄰的傳輸線產生的不期望的噪聲干擾，它是由不同結構引起的電磁場在同一區(qū)域里的相互作用而產生的。互容引發(fā)耦合電流，稱為容性串擾；而互感引發(fā)耦合電壓，稱為感性串擾。在PCB上，串擾與走線長度、信號線間距，以及參考地平面的狀況等有關。

3、信號延遲和時序錯誤信號在PCB的導線上以有限的速度傳輸，信號從驅動端發(fā)出到達接收端，其間存在一個傳輸延遲。過多的信號延遲或者信號延遲不匹配可能導致時序錯誤和邏輯器件功能混亂。信號完整性分析的高速數字系統(tǒng)設計分析不僅能夠有效地提高產品的性能，而且可以縮短產品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。在數字系統(tǒng)向高速、高密度方向發(fā)展的情況下，掌握這一設計利器己十分迫切和必要。在信號完整性分析的模型及計算分析算法的不斷完善和提高上，利用信號完整性進行計算機設計與分析的數字系統(tǒng)設計方法將會得到很、很的應用。 設備信號完整性分析檢修高速信號完整性解決方法；

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。

信號的質量

信號完整性需要保證信號傳輸過程中的質量。簡單來說，信號質量就是設計者必須保證 信號在驅動端、互連結構上，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)意義上從數字信號波形來看，信號質量包括過沖、回沖、振鈴、邊沿單調性等方 面的問題。

傳輸線理論基礎與特征阻抗

傳輸線理論實際是把電磁場轉換為電路的分析來簡化分析的手段，分布式元件的傳輸線 電路模型傳輸線由一段的RLGC元件組成。

為了更簡便地分析傳輸線，引入特征阻抗的概念，由特征阻抗來進行信號傳輸的分析。 將傳輸線等效成分段電路模型后，可以用電路的理論來求解。

特征阻抗，或稱特性阻抗，是衡量PCB上傳輸線的重要指標。PCB傳輸線的特征/ 特性阻抗不是直流電阻，它屬于長線傳輸中的概念。

可以看到特征阻抗是一個在傳輸線的某個點上的瞬時入射電壓與入射電流或者反射電 壓與反射電流的比值。和傳輸阻抗的概念并不一致，傳輸阻抗是某個端口上總的電壓和電流的 比值。只有在整個傳輸路徑上阻抗完全匹配且沒有反射存在的情況下，特征阻抗才等于傳輸阻 抗。 什么是高速電路 高速電路信號完整性分析。

利用分析軟件，可以對眼圖中的違規(guī)詳細情況進行查看，比如在 MASK 中落入了一些采樣點，在以前是不知道哪些情況下落入的，因為所有的采樣點是累加進去的，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，將波形采集進來后進行處理顯示，因此波形的每一個細節(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。

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根據上述數據，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目。你可能很想與制造商緊密合作來定義層疊的數目。應該采用阻抗控制工具為不同層生成目標阻抗范圍，務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)點應該布線在阻抗控制內層（例如帶狀線）。要使SI比較好并保持電路板去耦，就應該盡可能將接地層/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。設備信號完整性分析