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高速信号传输基本参数
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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。 掌握高速信号传输、信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的概念;广东高速信号传输代理商

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数字信号的时域特性

例如,一个周期为T=25ns的时钟信号,其时钟频率为f=1/25ns=0.04GHz=40MHz。信号的上升时间通常定义为信号从终值的10%跃变到90%所经历的时间,又称之为10~90上升时间。信号的下降时间定义为从终值的90%跃变到10%所经历的时间。2.1.3数字信号的频域特性任何一个信号都可以由一组正弦波组合而成,在数学上可以将信号波形的数学描述通过傅里叶变换转换为一组正弦波,每一个正弦波称为信号的一个频率分量,每一个频率分量都有相关的幅度和相位,我们把所有这些频率值及其幅度值的称为信号的频谱。信号的波形是时域的表现,信号的频谱是频域的表现,把时域信号以信号的频谱表示称为信号的时域—频域变换,即傅里叶变换。如果我们知道信号的频谱,要观察它的时域波形,只需将每个频率分量变换成它的时域正弦波,再将其全部叠加即可,这个过程称为傅里叶逆变换。
广东高速信号传输代理商高速信号是需要对其传输线进行设计;

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高速信号和处理需要考虑三部分设计:

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、信号传输的相关概念

概念:电信号、传输通道、信号传输、保形传输

重点:模拟信号可以看作“高速”信号,比较好整体不失真

数字信号失真度能够被控制在一定的范围内。

2、数字信号的特点:

(1)时域特点:周期,和上升时间

(2)频域特性:波形是时域的表现,频谱是频域的表现,通过傅里叶变换

(3)电信号的传输速度:与介质常数有关

(4)信号完整性:SignalIntegrity

(5)电源完整性:PowerIntegrity

(6)电磁兼容性:ElectroMagneticCompatibility(EMC)

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,因此分析物理层和链路层往往还是不够的,还必须要对系统的协议层进行分析,这时往往需要用到的协议分析仪。本文将为大家重点介绍力科示波器针对高速串行信号物理层、链路层和协议层的解决方案。
高速信号传输电路散热设计;

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数字信号的时域特性

例如,对于1GHz的理想方波,其幅值为1V,将其变换到频域中的频谱则描述如下:●个频率分量的频率是0,幅度为0.5V,这个分量描述了时域中的直流分量,称为零次谐波;●第二个频率分量的频率是1GHz,幅度为0.63V,这个分量称为一次谐波,一次谐波与零次谐波叠加,在时域中得到均值偏移为0.5V的正弦波。这与理想方波还有一定的差距;●第三个频率分量的频率是3GHz,幅度为0.21V,这个分量称为三次谐波,三次谐波和一次谐波、零次谐波的叠加结果再叠加,在时域中得到的信号波形顶端更平滑,更接近于方波,上升时间更短;……依次下去,将所有相继的高次谐波与前面已经叠加的结果叠加,得出的结果会越来越像方波,上升时间会越来越短。 高速信号传输工程化技术问题;广东高速信号传输代理商

高速信号传输所涉及的个概念;广东高速信号传输代理商

(3)设计仿真测试手段少

在工程实践中,SI、PI和EMC设计、仿真、测试所需要的工具和设备比较昂贵,不如逻辑设计和电子设计所需要的设计、仿真和测试所需要的工具和设备普及。对于电源完整性设计、仿真和测试,有一些仿真分析工具软件,但缺少的电源完整性的测试工具和设备,这种现状对于电源完整性技术的工程应用本身是非常不利的。对于信号完整性设计、仿真和测试,相关的工具和设备倒是存在,但一方面这些工具和设备价格比较昂贵;另一方面,由于学习和掌握的难度较大,这基本上是专业从业人员的事,大多数电子设计工程师或者没有条件,或者只能望而却步。对于电磁兼容性设计、仿真和测试,工具和设备似乎很多,但是设计和仿真的工程化还没有达到与实际情况相符的水平,测试工具和设备,尤其是电磁兼容暗室的投资,对于一般的公司而言不像是购买一台示波器那样,是很容易决策的事情。综上所述,SI、PI和EMC在设计、仿真和测试方面,研发人员所能做的工作比较少,这也决定了电子设计工程师往往是靠经验,而不是靠科学、靠技术、靠工具、靠手段进行设计、仿真、测试。靠经验的东西,很难掌握和理解,事情就会变得复杂起来,其难度也就不好说了。 广东高速信号传输代理商

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克劳德高速数字信号测试实验室 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...

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