克劳德高速数字信号测试实验室
高速信号传输技术的内涵高速电信号传输设计与分析是电子设计工程师必须掌握的基本技能。电子产品处理器主频高至GHz、传输速率达到Gbps以上,高速信号的处理和传输要求电子设计工程师必须至少具备以下三项技能:
●高速逻辑时序设计;
●高速电路散热设计;
●高速信号传输设计。
①逻辑时序设计对于数字电路设计工程师而言,无论其开发的数字电路是所谓的低速数字电路,还是高速数字电路,都是基本的设计。电子工程师在进行时序设计时,有一个很重要的假设:数字逻辑信号传输没有失真。因此,逻辑时序设计更多的是考虑信号的逻辑运算、信号延时、信号的同步等因素。 低速信号和高速信号传输对于信号传输通道有着不同的要求;福建高速信号传输故障
高速信号传输——电源完整性供电
电源系统完好性
供电传输线完好性
供电中继系统完好性
高速信号传输——电磁兼容
电磁兼容定义
(1)设备中的信号的传输都能够抵抗本设备的干扰和外部的干扰
(2)设备中的信号的传输都不应当产生能够干扰本设备和外部设备工作
高速信号的传输的工程化技术
系统级电磁屏蔽
信号级电磁屏蔽
各种信号或者供电传输线的电磁屏蔽
信号和电源的滤波的技术
系统级电磁屏蔽技术
(1)机箱屏蔽
(2)电缆屏蔽
(3)连接器屏蔽
信号级电磁屏蔽技术
把传输线上的信号作为电磁屏蔽信号(即干扰源)
福建高速信号传输故障高速信号的传输的工程化技术;
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③高速信号传输设计技术是数字电路设计工程师必须掌握的另一项基本技能。该设计技术主要解决高速信号传输问题,即在电路设计开发时采取一定的措施,使所有的电信号在发送、传输和接收过程中具有合乎其各自要求的波形失真度,使得信号接收器能够正确接收信号发送器产生的信号逻辑,也就是大家所说的高速信号传输正确性设计技术。
注意:
只研究高速信号传输相关内容,不涉及信号时序设计和高速电路散热设计。高速信号传输正确性需要满足以下三个方面的要求:
●信号发送器和信号接收器二者都正常工作;
●信号传输过程中信号无失真或有可以允许的失真;
●信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰。
①高速信号是需要对其传输线进行设计,以确保在传输过程中其波形失真度可以接受的那些信号。模拟信号传输都应该看作高速信号传输,数字信号如果其传输线长度大于该数字信号有效比较高谐波(一般为基频的3~5倍)波长的1/4,该数字信号相对该传输线就是高速信号。
②信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是高速信号传输所涉及的三大支撑技术。
③信号完整性表示信号的质量在经过传输通道传输后仍保持相对良好,需要为各种信号选择设计合适的信号传输通道,使得高速信号传输的电信号能够保形传输。
④电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好,选择和设计良好的电源转换装置、中远距电源供电中继电容器、近距电源供电中继电容器和电源信号传输通道是保证电源完整性的基本要求。
⑤电磁兼容性表示电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他电子系统和设备造成干扰 高速信号传输的信号完整性;
在工作实践过程中,对于SI、PI和EMC的认识,电子设计工程师们可能绝大多数被告知它们是经验性的东西,琢磨不透,说不清、道不明,全靠经验和感觉,深不可测。这样的观点日积月累,打击了很多工程师对SI、PI和EMC理论、概念和技术学习和掌握的信心。在电子系统或设备的研发过程中,会出现许多与硬件相关的、随机的或偶发的问题和故障,这类问题和故障往往被定性为电磁干扰、信号完整性、电源完整性问题,虽然未必就是这些类别的问题,可一旦被定性为这些类别的问题,就很难用理论工具进行解决分析,而往往靠**的经验和感觉定位、解决,试着采取很多措施,可能碰巧解决了,却说不明白其中的道理。高速信号传输所涉及的概念和技术;数字信号高速信号传输联系人
高速信号传输逻辑时序设计;福建高速信号传输故障
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2.1高速信号传输定义
高速信号传输是一定条件下的(电)信号传输,这里的条件对数字(电)信号而言,是指信号传输通道长度与信号带宽波长的关系,对模拟信号而言,无论带宽大小,都被看作高速信号传输。2.1.1信号传输的相关概念(1)电信号在通信、信号处理或者电子工程等技术领域中,任何随时间和空间变化的量都可以称为信号,如果量的变化是连续的,则称为模拟信号,如果量的变化是离散的,则称为数字信号。电信号是指其电压值(电流值)、频率值或相位值随时间变化的量,同样地,电信号也包括模拟电信号和数字电信号。 福建高速信号传输故障
高速信号的传输过程分析 在高速信号调试时工程师必须首先调试并验证其设计是否符合物理层规范。在此阶段,信号完整性(如眼图和抖动)是关键问题,很多这种验证和调试是通过使用伪随机码序列(PRBS)或循环测试码,并结合示波器及示波器厂家提供的串行数据眼图和抖动分析软件来完成的。在确保物理层信号质量没有问题后,串行信号从测试码变为8b/10b编码字符序列,此时系统级问题成为调试的重点,问题可能会出现在物理层-链路层域(涉及信号完整性和数据完整性的交叉领域)。这时,就需要对物理层信号实现解码分析。对于现代的高速串行系统,系统之间的协调工作显得更为突出,协议间的任何也会导致整个系统出现问题,因此...