2.2高速信號(hào)傳輸相關(guān)的三個(gè)方面
上面已經(jīng)討論過(guò),高速信號(hào)傳輸研究的主要目的是解決信號(hào)保形傳輸問(wèn)題,由信號(hào)傳輸?shù)娜乜芍?,信?hào)的保形傳輸必須涉及以下三個(gè)方面的問(wèn)題:
●保證信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器正常工作;
●保證信號(hào)傳輸過(guò)程中信號(hào)無(wú)失真或有可以允許的失真;
●保證信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)干擾或有可以容許的干擾。
如何設(shè)計(jì)電源系統(tǒng),以提供電流相對(duì)充足、電壓相對(duì)穩(wěn)定的電源給受電器件(信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器);如何控制傳輸通道各段的阻抗,以使其具有相對(duì)的一致性;如何設(shè)計(jì)電磁屏蔽,以控制電磁干擾性和電磁敏感性,保證信號(hào)能夠被信號(hào)接收器正確解碼。以上這三個(gè)方面是高速信號(hào)傳輸技術(shù)涉及的研究?jī)?nèi)容,它們分別被稱為電源完整性、信號(hào)完整性和電磁兼容性,是高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)的三大支撐技術(shù),三者缺一不可。 高速信號(hào)傳輸距離與什么有關(guān);重慶高速信號(hào)傳輸修理
阻抗匹配高速數(shù)字信號(hào)的阻抗匹配非常關(guān)鍵,如果匹配不好,信號(hào)會(huì)產(chǎn)生較大的上沖和下沖現(xiàn)象,如果幅度超過(guò)了數(shù)字信號(hào)的閾值,就會(huì)產(chǎn)生誤碼。阻抗匹配有串行端接和并行端接兩種,由于串行端接功耗低并且端接方便,實(shí)際工作中一般采用串行端接。以下利用Hyperlynx仿真工具對(duì)端接電阻的影響進(jìn)行了分析。以74系列建立仿真IBIS模型如圖1所示。仿真時(shí)選擇一個(gè)發(fā)送端一個(gè)接收端,傳輸線為帶狀線,設(shè)置線寬0.2mm和介電常數(shù)為4.5(常用的FR4材料),使傳輸線的阻抗為51.7Ω。設(shè)置信號(hào)頻率為50MHz的方波,串行端接電阻Rs分別取0Ω、33Ω和100Ω的情況,進(jìn)行仿真分析,多端口矩陣測(cè)試高速信號(hào)傳輸銷(xiāo)售價(jià)格高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)與分析;
2.3.1信號(hào)完整性的定義信號(hào)完整性,
英文為SignalIntegrity,簡(jiǎn)稱SI,指信號(hào)在傳輸過(guò)程中,其波形保持不變或只在可容許范圍內(nèi)失真,不影響信號(hào)接收器對(duì)信號(hào)的正確接收和解碼。信號(hào)完整性表示信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過(guò)傳輸通道傳輸后仍保持相對(duì)良好的特性。我們以“河道中的波浪”類(lèi)比信號(hào)傳輸通道上的電信號(hào),以河道與“空中的水汽通道”組成的波浪傳輸通道類(lèi)比信號(hào)傳輸通道,可以更直觀地理解信號(hào)完整性的概念,雖然這個(gè)類(lèi)比不是十分恰當(dāng)。
一條河道連接上游和下游兩個(gè)水庫(kù),平靜的河流在河道中流淌,當(dāng)上游水庫(kù)的閘門(mén)突然被抬高(或壓低)時(shí),河流上游端的水位由于水庫(kù)出水量的突然增加(或減少)而升高(或下降),水位的升高(或下降)變化形成一個(gè)一定形狀的波浪,波浪沿著河道向下游移動(dòng),直到下游水庫(kù)入口處。波浪在移動(dòng)到下游水庫(kù)入口處時(shí),其形狀有兩種情況:一是波浪的形狀與在上游水庫(kù)出口處形成時(shí)的形狀保持著一定程度的相似性,我們就認(rèn)為波浪形狀在移動(dòng)過(guò)程中是良好的,是完整的;二是由于各種原因使得波浪的形狀與形成時(shí)的形狀有很大差別,我們就認(rèn)為波浪的形狀是不良好的,是不完整的。
在實(shí)際的PCB布線時(shí),如果由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要,不能縮短信號(hào)線長(zhǎng)度時(shí),應(yīng)采用差分信號(hào)傳輸。差分信號(hào)有很強(qiáng)的抗共模干擾能力,能延長(zhǎng)傳輸距離。差分信號(hào)有很多種,如ECL、PECL、LVDS等,表1列出LVDS相對(duì)于ECL、PECL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。LVDS的恒流源模式低擺幅輸出使得LVDS能高速驅(qū)動(dòng),對(duì)于點(diǎn)到的連接,傳輸速率可達(dá)800Mbps,同時(shí)LVDS低噪聲、低功耗,連接方便,實(shí)際中使用較多。LVDS的驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)通常為3.5mA的恒流源驅(qū)動(dòng)對(duì)差分信號(hào)線組成。接收端有一個(gè)高的直流輸入阻抗,幾科全部的驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)10Ω的終端電阻,在接收器輸入端產(chǎn)生約350mV電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)反轉(zhuǎn)時(shí),流經(jīng)電阻的電流方向改變,此時(shí)在接收端產(chǎn)生有效的邏輯狀態(tài)。圖5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào),進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸?shù)牟ㄐ螆D。在仿真時(shí)設(shè)置仿真頻率為66MHz理想方波,傳輸距離為508mm,差分對(duì)終端接100Ω負(fù)載匹配傳輸線的差分阻抗。從仿真結(jié)果看,LVDS接收端的波形除了有延遲外,波形保持完好。數(shù)字信號(hào)是否為高速信號(hào),除了與信號(hào)的頻率有關(guān),還與傳輸它的線路長(zhǎng)度有關(guān);
2.3.2影響信號(hào)完整性的因素不難想象,
波浪在移動(dòng)過(guò)程中能否保持其形狀相對(duì)穩(wěn)定,與以下因素有關(guān):
●波浪傳輸通道在整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)形狀的一致性;
●上、下游水庫(kù)入口與河道的形狀是否保持一致;
●在波浪移動(dòng)過(guò)程中是否受到干擾等因素。同樣,信號(hào)在傳輸過(guò)程中能否保持其形狀的完整性,也有類(lèi)似因素需要考慮:
●信號(hào)傳輸通道在整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)的電氣結(jié)構(gòu)特性是否一致;
●信號(hào)兩端的電氣結(jié)構(gòu)特性是否與信號(hào)傳輸通道的電氣結(jié)構(gòu)特性保持一致;
●信號(hào)在傳輸過(guò)程中是否受到(電磁)干擾。對(duì)于河道中移動(dòng)的波浪,由于以下原因,在移動(dòng)過(guò)程中很難保持其形狀不變:
●河道的每一段形狀不可能保持的一致;
●河流出、入口處不可能與河道的形狀保持的一致;
●波浪在移動(dòng)過(guò)程中不可能沒(méi)有受到狂風(fēng)暴雨的干擾。類(lèi)似地,現(xiàn)實(shí)中的信號(hào)傳輸,由于以下原因,信號(hào)波形在傳輸過(guò)程中很難保持的完整性:
●傳輸通道的各段電氣結(jié)構(gòu)特征不可能保持的一致;
●信號(hào)發(fā)送/接收端的電氣結(jié)構(gòu)特征很難與信號(hào)傳輸通道的電氣結(jié)構(gòu)特征保持一致;一。 高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)內(nèi)容;多端口矩陣測(cè)試高速信號(hào)傳輸銷(xiāo)售價(jià)格
高速信號(hào)傳輸正確性需要滿足以下三個(gè)方面的要求;重慶高速信號(hào)傳輸修理
克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室
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。 重慶高速信號(hào)傳輸修理