高速信号传输
《高速信号传输》是高速信号传输应用领域享誉国际的经典教材与工具书。高速数字设计重在研究基本的电路结构,而高速信号传输则重在研究传输线如何达到其速度和距离的极限问题。内容涉及不同传输线参数的基本理论,包括趋肤效应、邻近效应、介质损耗和表面粗糙度,以及适用于所有导体媒质的通用频域响应模型;由频域传递函数计算时域波形;特殊传输媒质,包括单端PCB引线、差分媒质、通用建筑布线标准、非屏蔽双绞线对、150欧姆屏蔽双绞线对、同轴电缆及光纤;时钟分布的各种问题;采用Spice模型和IBIS模型进行仿真的限制。 高速信号传输电路散热设计;黑龙江眼图测试高速信号传输
高速信号传输技术的简单性
对于大多数电子设计工程师,高速信号传输技术,即SI、PI和EMC真的很难、很复杂吗?事实并非如此。对于大多数电子设计工程师来讲,掌握关于电磁兼容、信号完整性和电源完整性一般性的原理、概念和技术,就可以很好地从事研发工作了,深入掌握这些技能则是专业工程师的事。在这个意义上来说,掌握SI、PI和EMC相关技术是很容易的事情。
掌握一般性的原理、概念和技术为什么容易呢?对于大多数电子设计工程师,只需掌握以下这些知识。
黑龙江眼图测试高速信号传输高速信号传输所涉及的概念和技术;
高速信号传输
串扰分析
由于频率的提高,传输线之间的串扰明显增大,对信号完整性也有很大的影响,可以通过仿真来预测、模拟,并采取措施加以改善。以CMOS信号为例建立仿真模型,如图6所示。在仿真时设置干扰信号的频率为66MHz的方波,扰者设置为零电平输入,通过调整两根线的间距和两线之间平行走线的长度来观察扰者接收端的波形。仿真结果如图7,分别为间距是203.2mm、406。4mm时的波形。
从仿真结果看出,两线间距为406.4mm时,串扰电平为200mV左右,203.2mm时为500mV左右。可见两线之间的间距越小串扰越大,所以在实际高速PCB布线时应尽量拉大传输线间距或在两线之间加地线来隔离。
1.1高速信号传输工程化技术问题
当前,无论是消费类电子产品、商用类电子产品,还是电子产品,其处理能力均达到了较高的水平,尤其是一些具有标志性的技术指标,如处理器主频已经达到GHz,其中的某些电信号传输速率已达到Gbps以上。如苹果手机iPhoneX,搭载2.4GHz处理器和3GB内存,提高了系统运行的效率,操作起来更加快速、便捷,其接口信号速率达到480Mbps;而苹果笔记本MacBookPro,其处理器为六核IntelCPU,主频达2.6GHz,以太网口信号传输速率可达1Gbps;又如航空机载显示控制计算机,其处理器主频一般为GHz级,DVI视频信号传输速率高达1.65Gbps。 高速信号传输的传输通道;
克劳德高速数字信号测试实验室
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。 高速信号传输——信号完整性信号的回路 特征阻抗与反射;黑龙江眼图测试高速信号传输
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;黑龙江眼图测试高速信号传输
2.3.2影响信号完整性的因素不难想象,
波浪在移动过程中能否保持其形状相对稳定,与以下因素有关:
●波浪传输通道在整个长度内形状的一致性;
●上、下游水库入口与河道的形状是否保持一致;
●在波浪移动过程中是否受到干扰等因素。同样,信号在传输过程中能否保持其形状的完整性,也有类似因素需要考虑:
●信号传输通道在整个长度内的电气结构特性是否一致;
●信号两端的电气结构特性是否与信号传输通道的电气结构特性保持一致;
●信号在传输过程中是否受到(电磁)干扰。对于河道中移动的波浪,由于以下原因,在移动过程中很难保持其形状不变:
●河道的每一段形状不可能保持的一致;
●河流出、入口处不可能与河道的形状保持的一致;
●波浪在移动过程中不可能没有受到狂风暴雨的干扰。类似地,现实中的信号传输,由于以下原因,信号波形在传输过程中很难保持的完整性:
●传输通道的各段电气结构特征不可能保持的一致;
●信号发送/接收端的电气结构特征很难与信号传输通道的电气结构特征保持一致;一。 黑龙江眼图测试高速信号传输
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...