信號(hào)完整性分析USB測(cè)試

信號(hào)完整性（SignalIntegrity，SI）是指信號(hào)在信號(hào)線上的質(zhì)量，即信號(hào)在電路中以正確的時(shí)序和電壓作出響應(yīng)的能力。如果電路中信號(hào)能夠以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)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(hào)完整性。反之，當(dāng)信號(hào)不能正常響應(yīng)時(shí)，就出現(xiàn)了信號(hào)完整性問(wèn)題。

隨著高速器件的使用和高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越多，系統(tǒng)數(shù)據(jù)率、時(shí)鐘速率和電路密集度都在不斷地增加。在這種設(shè)計(jì)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(jì)截然不同的行為，即出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。

信號(hào)完整性問(wèn)題能導(dǎo)致或者直接帶來(lái)諸如信號(hào)失真，定時(shí)錯(cuò)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(jì)中非常值得注意的問(wèn)題。本文首先介紹了PCB信號(hào)完整性的問(wèn)題，其次闡述了PCB信號(hào)完整性的步驟，介紹了如何確保PCB設(shè)計(jì)信號(hào)完整性的方法。 克勞德實(shí)驗(yàn)室提供信號(hào)完整性測(cè)試解決方案；信號(hào)完整性分析USB測(cè)試

信號(hào)完整性（英語(yǔ)：Signal integrity, SI）是對(duì)于電子信號(hào)質(zhì)量的一系列度量標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字電路中，一串二進(jìn)制的信號(hào)流是通過(guò)電壓（或電流）的波形來(lái)表示。然而，自然界的信號(hào)實(shí)際上都是模擬的，而非數(shù)字的，所有的信號(hào)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(gè)簡(jiǎn)單的導(dǎo)體可以忠實(shí)地傳輸信號(hào)。而長(zhǎng)距離、高比特率的信號(hào)如果通過(guò)幾種不同的導(dǎo)體，多種效應(yīng)可以降低信號(hào)的可信度，這樣系統(tǒng)或設(shè)備不能正常工作。信號(hào)完整性工程是分析和緩解上述負(fù)面效應(yīng)的一項(xiàng)任務(wù)，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(guò)程中，都是一項(xiàng)十分重要的活動(dòng)。信號(hào)完整性考慮的問(wèn)題主要有振鈴（ringing）、串?dāng)_（crosstalk）、接地反彈、扭曲(skew)、信號(hào)損失和電源供應(yīng)中的噪音。信號(hào)完整性分析USB測(cè)試信號(hào)完整性分析建模。

信號(hào)完整性分析

當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)從仿真階段進(jìn)展到硬件環(huán)節(jié)時(shí)，您需要使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）來(lái)測(cè)試高速數(shù)字互連。首先，您需要對(duì)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(cè)量結(jié)果有所了解。在獲得實(shí)際測(cè)量結(jié)果之后，再將實(shí)際結(jié)果與這個(gè)預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。我們的目標(biāo)是，通過(guò)軟件和硬件來(lái)建立可靠的信號(hào)完整性工作流程。硬件測(cè)量步驟包括儀器測(cè)量設(shè)置，獲取通道數(shù)據(jù)，以及分析通道性能。

對(duì)于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）等高動(dòng)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(cè)量。誤差校正包括校準(zhǔn)（測(cè)量前誤差校正）和去嵌入（測(cè)量后誤差校正）。通過(guò)調(diào)整校準(zhǔn)和去嵌入的參考點(diǎn)檢查通道中除了DUT之外的所有節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目。

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(gè)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(duì)其可制造的不同類型的層有固定的厚度要求，這將會(huì)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(lái)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(hào)完整的理想情況下，所有高速節(jié)點(diǎn)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(duì)布放。如果只能有一對(duì)接地層/電源層，你就只有將就了。如果根本就沒(méi)有電源層，根據(jù)定義你可能會(huì)遇到SI問(wèn)題。你還可能遇到這樣的情況，即在未定義信號(hào)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?hào)完整性測(cè)試?yán)碚撗芯浚?/p>

信號(hào)完整性是指信號(hào)在傳輸過(guò)程中是否保持其原始形態(tài)和質(zhì)量。在高速數(shù)字系統(tǒng)中，信號(hào)完整性非常重要，因?yàn)樾盘?hào)受到的噪聲和失真可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤或故障。因此，信號(hào)完整性的分析和優(yōu)化是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一步。

以下是一些信號(hào)完整性的基礎(chǔ)知識(shí)：

1.時(shí)域和頻域

在信號(hào)完整性分析中，時(shí)域和頻域都是非常重要的概念。時(shí)域描述隨時(shí)間變化的信號(hào)波形，包括上升時(shí)間、下降時(shí)間，瞬態(tài)響應(yīng)等等。頻域描述信號(hào)的頻率特性，包括截止頻率、帶寬、幅度響應(yīng)等等。

2.常見的失真類型

在數(shù)字系統(tǒng)中，常見的失真類型包括內(nèi)插失真、抖動(dòng)、幅度失真和相位失真等。這些失真類型經(jīng)常與信號(hào)的傳輸有關(guān)，因此分析信號(hào)的失真類型可以幫助設(shè)計(jì)人員確定性能和可靠性要求。 100條估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則；信號(hào)完整性分析USB測(cè)試

數(shù)字信號(hào)完整性測(cè)試進(jìn)行抖動(dòng)分析；信號(hào)完整性分析USB測(cè)試

從頻域上看，判斷是否是高速數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)則不僅是信號(hào)的基礎(chǔ)頻率，還包括其高次 波影響。對(duì)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(rèn)為當(dāng)信號(hào)邊沿 時(shí)間小于4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)，應(yīng)考慮信號(hào)完整性的行為。

從時(shí)域信號(hào)波形來(lái)看，我們可以看到后面研究的傳輸線的特征阻抗、反射、串?dāng)_及 同步開關(guān)噪聲等問(wèn)題都是研究數(shù)字信號(hào)從0到1和從1到0跳變時(shí)的瞬態(tài)行為，其與邊沿 速率相關(guān)。

這是一個(gè)2MHz時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)碾娐罚?807時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器輸出（D41）,經(jīng)過(guò)一段電路 板走線（TL1）后接一個(gè)電阻（R113）,再經(jīng)過(guò)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(gè)33。的電阻呢？

通過(guò)仿真我們可以看到?jīng)]有這個(gè)電阻和有這個(gè)電阻接收到的信號(hào)的差別。

沒(méi)有這個(gè)電阻時(shí)接收到的信號(hào)，如圖1.8所示是有這個(gè)電阻時(shí)接收到的 信號(hào)?？梢钥吹疆?dāng)沒(méi)有這個(gè)電阻時(shí)信號(hào)有很大的過(guò)沖和振鈴產(chǎn)生，串聯(lián)了這個(gè)電阻后問(wèn)題有 很大的好轉(zhuǎn)。 信號(hào)完整性分析USB測(cè)試