影响电源完整性的因素
因此,电信号的传输速度是交变电场和磁场在介质中的建立和传播速度,与介质的介电常数的平方根成反比,即空气的介电常数约为1,大多数印制板绝缘层材料的介电常数约为4,如果电磁场的一部分在PCB内部,一部分在空气中,信号的传输速度则由空气和印制板绝缘材料混合介电常数决定,混合介电常数要小于PCB绝缘材料的介电常数。如果电信号传输线的信号路径在PCB内部,则信号的传播速度约为6英寸每纳秒。如果传输线的信号路径在印制板的表层,信号传输速度大于信号路径在印制板内部的信号传输速度 数字信号是否为高速信号,除了与信号的频率有关,还与传输它的线路长度有关;青海高速信号传输产品介绍
高速数字信号传输电路的设计与仿真
高速数字系统设计成功的关键在于保持信号的完整,而影响信号完整性(即信号质量)的因素主要有传输线的长度、电阻匹配及电磁干扰、串扰等。设计过程中要保持信号的完整性必须借助一些仿真工具,仿真结果对PCB布线产生指导性意见,布线完成后再提取网络,对信号进行布线后仿真,仿真没有问题后才能送出加工。目前这样的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是个简单好用的工具,软件中包含两个工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布线设计前约束布线和各层的参数、设置时钟的布线拓扑结构、选择元器件的速率、诊断信号完整性,并尽量避免电磁辐射及串扰等问题。BoardSim用于布线以后快速地分析设计中的信号完整性、电磁兼容性和串扰问题,生成串扰强度报告,区分并解决串扰问题。作者使用LineSim工具,对信号的阻抗匹配、传输线的长度、串扰进行了仿真分析,并给出了指导性结论。 青海高速信号传输产品介绍高速信号传输用串行还是并行。
由天线原理可知,如果反射点恰好处于信号某个有效谐波波长的1/4处,则在该段传输线上任意位置入射信号和反射信号的相位相同,电流方向相反,信号幅值叠加,该段传输线构成射频发射天线。因此,一般情况下,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时,则该数字信号相对该传输线就是高速信号。值得注意的是,数字信号是否为高速信号,除了与信号的频率有关,还与传输它的线路长度有关。
注意
信号传输是否为高速信号传输,不但取决于数字信号的带宽波长(等价于数字信号的速率),还取决于信号传输线的长度。数字信号的传输速率和其传输通道的长度是高速信号传输的两个不可分割的组成部分。例如,传输速率为1Mbps的RS-422信号在双绞屏蔽电缆上传输时,信号带宽为5×1MHz。信号带宽波长λ为3×108÷(4)1/2÷(1×106×5)=30(m)。假设电缆材料的相对介电常数为4,只有当RS-422信号传输通道长度大于7.5m时,才可以被当作高速信号传输。
(1)电源完整性技术信号发生器产生波形完好的信号,信号接收器接收信号并正确解码,都要具备一个必要条件:信号发生器电路和信号接收器电路的各电源供电正常,电路所需的各种电源电压稳定、功率充足。这就是电源完整性技术研究的主要内容。
(2)信号完整性技术信号从信号发送器端经信号传输路径到达信号接收器,信号波形要保持不变或只具有可容许范围的失真度,需要设计和选择合适的信号传输线,为信号的保形传输提供良好的信号传输通道。这是信号完整性技术研究的主要内容。
(3)电磁兼容性技术信号在传输的过程中,既要减少对附近其他信号的电磁干扰,又要提高扰能力,也就是说,既要保证信号传输不扰或只收到可容许的电磁干扰而能够保形传输,又要减少本信号传输产生的电磁干扰在可容许的范围内,为附近其他信号传输提供良好的电磁环境。这是电磁兼容性技术研究的主要内容。 高速信号传输的传输通道;
传输线反射系数反射系数包含源-反射系数(SRC)和负载反射系数(LRC),源反射系数是源内阻和特征阻抗关系;负载反射系数是负载阻抗和传输线的关系。信号在传输的过程中如果遇到阻抗突变,就会产生反射,反射电压的大小和入射电压以及传输线的阻抗有关,如下图所示,假设传输线个区域的瞬时阻抗为Z1,第二个区域的瞬时阻抗为Z2。
则反射电压和入射电压的比值为:Vreflected/Vincident=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)范围为:-1到1。传输线不连续导致的多次反射:以末端开路做说明:下图是一个振铃现象产生的示例,信号源的内阻为10Ω,往外发送一个上升时间为1ns、幅值为1V的阶跃信号,经过一段15cm的50Ω传输线,在传输线末端开路测量。很容易得到,在传输线两侧的反射系数分别为-0.667和1,传输线末端的信号幅值。 高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失;青海高速信号传输产品介绍
数字信号的传输速率和其传输通道的长度是高速信号传输的两个不可分割的组成部分;青海高速信号传输产品介绍
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)
青海高速信号传输产品介绍
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...