信號完整性是對于電子信號質(zhì)量的一系列度量標準。在數(shù)字電路中,一串二進制的信號流是通過電壓(或電流)的波形來表示。然而,自然界的信號實際上都是模擬的,而非數(shù)字的,所有的信號都受噪音、扭曲和損失影響。在短距離、低比特率的情況里,一個簡單的導體可以忠實地傳輸信號。而長距離、高比特率的信號如果通過幾種不同的導體,多種效應可以降低信號的可信度,這樣系統(tǒng)或設備不能正常工作。信號完整性工程是分析和緩解上述負面效應的一項任務,在所有水平的電子封裝和組裝,例如集成電路的內(nèi)部連接、集成電路封裝、印制電路板等工藝過程中,都是一項十分重要的活動。信號完整性考慮的問題主要有振鈴(ringing)、串擾(crosstalk)、接地反彈、扭曲(skew)、信號損失和電源供應中的噪音。數(shù)字信號完整性測試進行抖動分析;天津設備信號完整性分析
從頻域上看,判斷是否是高速數(shù)字信號的準則不僅是信號的基礎(chǔ)頻率,還包括其高次 波影響。對數(shù)字電路而言,邊沿的速率是直觀的因素之一。在工程上可以認為當信號邊沿 時間小于4?6倍的互連傳輸時延時,應考慮信號完整性的行為。
從時域信號波形來看,我們可以看到后面研究的傳輸線的特征阻抗、反射、串擾及 同步開關(guān)噪聲等問題都是研究數(shù)字信號從0到1和從1到0跳變時的瞬態(tài)行為,其與邊沿 速率相關(guān)。
這是一個2MHz時鐘信號傳輸?shù)碾娐罚?807時鐘驅(qū)動器輸出(D41),經(jīng)過一段電路 板走線(TL1)后接一個電阻(R113),再經(jīng)過一段電路板走線(TL2)連到接收端(D40), 為什么3807的輸出端要串聯(lián)一個33。的電阻呢?
通過仿真我們可以看到?jīng)]有這個電阻和有這個電阻接收到的信號的差別。
沒有這個電阻時接收到的信號,如圖1.8所示是有這個電阻時接收到的 信號??梢钥吹疆敍]有這個電阻時信號有很大的過沖和振鈴產(chǎn)生,串聯(lián)了這個電阻后問題有 很大的好轉(zhuǎn)。 湖南信號完整性分析系列克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室信號完整性的測試方法、系統(tǒng)、裝置及設備與流程;
振鈴通常是由于信號傳輸路徑過長并且阻抗不連續(xù)所引起的多次反射造成的,或者是由 于信號之間的干擾(串擾)、信號跳變所引起的電源/地波動(同步開關(guān)噪聲)造成的。
(4)邊沿單調(diào)性(Monotonicity)指信號上升或下降沿的回溝。對于邊沿判決的時鐘信號, 波形邊沿在翻轉(zhuǎn)門限電平處的非單調(diào)可能造成邏輯判斷錯誤。
邊沿單調(diào)性通常是由于信號傳輸路徑過長并且阻抗不連續(xù)所引起的反射、多負載的反射 或者驅(qū)動輸出阻抗較大(驅(qū)動過?。┧鶎е碌慕邮招盘栠^緩等引起的。
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。 克勞德高速數(shù)字信號的測試,主要目的是對其進行信號完整性分析;
信號完整性--系統(tǒng)化設計方法及案例分析
信號完整性是內(nèi)嵌于PCB設計中的一項必備內(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,但無法覆蓋全部風險點,對高危風險點失去控制經(jīng)常導致設計失敗,保證設計成功需要系統(tǒng)化的設計方法。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)化設計方法是于爭博士多年工程設計中摸索總結(jié)出來的一套穩(wěn)健高效的方法,讓設計有章可循,快速提升工程師的設計能力。
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)常導致設計失敗的隱藏的風險點。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)化信號完整性設計的執(zhí)行步驟和操作方法。 常見的信號完整性測試問題;解決方案信號完整性分析推薦貨源
高速數(shù)字信號測試實驗室信號完整性技術(shù)指標;天津設備信號完整性分析
信號完整性是許多設計人員在高速數(shù)字電路設計中涉及的主要主題之一。信號完整性涉及數(shù)字信號波形的質(zhì)量下降和時序誤差,因為信號從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鲿ㄟ^封裝結(jié)構(gòu)、PCB 走線、通孔、柔性電纜和連接器等互連路徑。
當今的高速總線設計如 LpDDR4x、USB 3.2 Gen1/2 (5Gbps/10Gbps)、USB3.2x2 (2x10Gbps)、PCIe 和即將到來的 USB4.0 (2x20Gbps) 在高頻數(shù)據(jù)從發(fā)送器流向接收器時會發(fā)生信號衰減。本文將概述高速數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)的信號完整性基礎(chǔ)知識和集膚效應、阻抗匹配、特性阻抗、反射等關(guān)鍵問題。 天津設備信號完整性分析