信號(hào)完整性--系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法及案例分析 信號(hào)完整性是內(nèi)嵌于PCB設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)必備內(nèi)容,無(wú)論高速板還是低速板或多或少都會(huì)涉及信號(hào)完整性問(wèn)題。仿真或者guideline的確可以解決部分問(wèn)題,但無(wú)法覆蓋全部風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),對(duì)高危風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)失去控制經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗,保證設(shè)計(jì)成功需要系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法。許多工程師對(duì)信號(hào)完整性知識(shí)有所了解,但干活時(shí)卻無(wú)處著手。把信號(hào)完整性設(shè)計(jì)落到實(shí)處,也需要清晰的思路和一套可操作的方法。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法是于爭(zhēng)博士多年工程設(shè)計(jì)中摸索總結(jié)出來(lái)的一套穩(wěn)健高效的方法,讓設(shè)計(jì)有章可循,快速提升工程師的設(shè)計(jì)能力。 信號(hào)完整性(SI)和電源完整性(PI)知識(shí)體系中重要的知識(shí)點(diǎn),以及經(jīng)常...
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(jiàn)的失真類型 在數(shù)字系統(tǒng)中,常見(jiàn)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)...
3、串?dāng)_和阻抗控制來(lái)自鄰近信號(hào)線的耦合將導(dǎo)致串?dāng)_并改變信號(hào)線的阻抗。相鄰平行信號(hào)線的耦合分析可能決定信號(hào)線之間或者各類信號(hào)線之間的“安全”或預(yù)期間距(或者平行布線長(zhǎng)度)。比如,欲將時(shí)鐘到數(shù)據(jù)信號(hào)節(jié)點(diǎn)的串?dāng)_限制在100mV以內(nèi),卻要信號(hào)走線保持平行,你就可以通過(guò)計(jì)算或仿真,找到在任何給定布線層上信號(hào)之間的小允許間距。同時(shí),如果設(shè)計(jì)中包含阻抗重要的節(jié)點(diǎn)(或者是時(shí)鐘或者高速內(nèi)存架構(gòu)),你就必須將布線放置在一層(或若干層)上以得到想要的阻抗。 4、重要的高速節(jié)點(diǎn)延遲和時(shí)滯是時(shí)鐘布線必須考慮的關(guān)鍵因素。因?yàn)闀r(shí)序要求嚴(yán)格,這種節(jié)點(diǎn)通常必須采用端接器件才能達(dá)到比較好SI質(zhì)量。要預(yù)先確定這些節(jié)點(diǎn),同...
信號(hào)完整性測(cè)試方法: -時(shí)域測(cè)試:觀察信號(hào)在時(shí)間軸上的波形,分析信號(hào)的上升時(shí)間、下降時(shí)間、瞬態(tài)響應(yīng)等參數(shù),評(píng)估信號(hào)是否存在失真。 -頻域測(cè)試:通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換,將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域,分析信號(hào)的功率譜密度、帶寬等參數(shù),評(píng)估信號(hào)在傳輸路徑中存在的濾波和截止頻率等問(wèn)題。 -時(shí)鐘測(cè)試:通過(guò)觀察時(shí)鐘信號(hào)在傳輸路徑中的形狀和時(shí)間差異,分析時(shí)鐘信號(hào)的完整性,評(píng)估時(shí)鐘信號(hào)是否存在抖動(dòng)和時(shí)鐘漂移等問(wèn)題。 克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 信號(hào)完整性分析的傳輸線理論;遼寧信息化信號(hào)完整性分析 PCB的信號(hào)完整性問(wèn)題主要包括信號(hào)反射、串?dāng)_、信號(hào)延遲和時(shí)序錯(cuò)誤。 1、反射信號(hào)...
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...
比如,在現(xiàn)在常見(jiàn)的高速串行傳輸鏈路中,幾個(gè)吉赫茲(GHz)以上的信號(hào)在電路板上 的走線傳輸,由于本質(zhì)上電路板上傳輸線的損耗是隨著頻率的升高而增大的(在后面的傳輸 線部分及S參數(shù)部分都會(huì)有介紹),使得高頻分量的損耗大于低頻分量的損耗,在接收端收 到的各個(gè)頻率分量不是原來(lái)的樣子,使得這些頻率分量起來(lái)的數(shù)字時(shí)域信號(hào)產(chǎn)生畸變。 所以,在高速串行傳輸中,會(huì)釆用一些信號(hào)處理的方法來(lái)補(bǔ)償高頻分量比低頻分量傳輸時(shí)損 耗大的問(wèn)題。比如去加重(在發(fā)送時(shí)人為降低低頻分量)和預(yù)加重(在發(fā)送時(shí)人為提高高頻 分量)。信號(hào)完整性問(wèn)題,信號(hào)完整性的定義;上海信號(hào)完整性分析銷售 信號(hào)完整性(SignalIntegrity,S...
信號(hào)完整性分析的傳輸線理論 傳輸線的定義 傳輸線可定義為傳輸電流的有信號(hào)回流的信號(hào)線,所以,電路板上的走線、同軸電纜、 雙絞線等有信號(hào)回流的信號(hào)傳輸路徑都可以看作傳輸線。前面我們說(shuō)過(guò),當(dāng)信號(hào)互連的電路 尺寸接近信號(hào)中設(shè)計(jì)者所關(guān)心的比較高頻率的波長(zhǎng)時(shí),互連線上不同位置的電壓或電流的大小 與相位均可能不相同,需要用到分布式元件來(lái)考慮。 現(xiàn)代的智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等電子產(chǎn)品都內(nèi)含復(fù)雜的電路板,這些電路板上的走 線都可以認(rèn)為是傳輸線,它們負(fù)責(zé)把各種芯片連接在一起,并相互進(jìn)行通信, 信號(hào)完整性問(wèn)題,信號(hào)完整性的定義;山西信號(hào)完整性分析USB測(cè)試 2、串?dāng)_在PCB中,串?dāng)_是指...
信號(hào)完整性--系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法及案例分析 信號(hào)完整性是內(nèi)嵌于PCB設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)必備內(nèi)容,無(wú)論高速板還是低速板或多或少都會(huì)涉及信號(hào)完整性問(wèn)題。仿真或者guideline的確可以解決部分問(wèn)題,但無(wú)法覆蓋全部風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),對(duì)高危風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)失去控制經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗,保證設(shè)計(jì)成功需要系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法。許多工程師對(duì)信號(hào)完整性知識(shí)有所了解,但干活時(shí)卻無(wú)處著手。把信號(hào)完整性設(shè)計(jì)落到實(shí)處,也需要清晰的思路和一套可操作的方法。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法是于爭(zhēng)博士多年工程設(shè)計(jì)中摸索總結(jié)出來(lái)的一套穩(wěn)健高效的方法,讓設(shè)計(jì)有章可循,快速提升工程師的設(shè)計(jì)能力。 信號(hào)完整性(SI)和電源完整性(PI)知識(shí)體系中重要的知識(shí)點(diǎn),以及經(jīng)常...
1、什么是信號(hào)完整性“0”、“1”碼是通過(guò)電壓或電流波形來(lái)傳遞的,盡管信息是數(shù)字的,但承載這些信息的電壓或者電流波形確實(shí)模擬的,噪聲、損耗、供電的不穩(wěn)定等多種因素都會(huì)使電壓或者電流發(fā)生畸變,如果畸變嚴(yán)重到一定程度,接收器就可能錯(cuò)誤判斷發(fā)送器輸出的“0”、“1}碼,這就是信號(hào)完整性問(wèn)題。廣義上講,信號(hào)完整性(SignalIntegrity,SI)包括由于互連、電源、器件等引起的所有信號(hào)質(zhì)量及延時(shí)等問(wèn)題。 2、SI問(wèn)題的根源:頻率提高、上升時(shí)間減小、擺幅降低、互連通道不理想、供電環(huán)境惡劣、通道之間延時(shí)不一致等都可能導(dǎo)致信號(hào)完整性問(wèn)題;但其根源主要是信號(hào)上升時(shí)間減小。注:上升時(shí)間越小,信號(hào)...
信號(hào)完整性 常用的三種測(cè)試方法 信號(hào)完整性測(cè)試的手段有很多,主要的一些手段有波形測(cè)試、眼圖測(cè)試、抖動(dòng)測(cè)試等,目前應(yīng)用比較的信號(hào)完整性測(cè)試手段應(yīng)該是波形測(cè)試,即——使用示波器測(cè)試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過(guò)測(cè)試波形的參數(shù),可以看出幅度、邊沿時(shí)間等是否滿足器件接口電平的要求,有沒(méi)有存在信號(hào)毛刺等。 信號(hào)完整性的測(cè)試手段主要可以分為三大類,下面對(duì)這些手段進(jìn)行一些說(shuō)明。 抖動(dòng)測(cè)試 抖動(dòng)測(cè)試現(xiàn)在越來(lái)越受到重視,因?yàn)榈亩秳?dòng)測(cè)試儀器,比如TIA(時(shí)間間隔分析儀)、SIA3000,價(jià)格非常昂貴,使用得比較少。使用得*多是示波器加上軟件處理,如TEK的TDSJIT3軟件。通過(guò)軟件處理...
數(shù)字信號(hào)的時(shí)域和頻域 數(shù)字信號(hào)的頻率分量可以通過(guò)從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換中得到。首先我們要知道時(shí)域是真實(shí) 世界,頻域是更好的用于做信號(hào)分析的一種數(shù)學(xué)手段,時(shí)域的數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)傅里葉 變換轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)頻率點(diǎn)的正弦波的。這些正弦波就是對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的頻率分量。 假如定義理想方波的邊沿時(shí)間為0,占空比50%的周期信號(hào),其在傅里葉變換后各頻率 分量振幅。 可見(jiàn)對(duì)于理想方波,其振幅頻譜對(duì)應(yīng)的正弦波頻率是基頻的奇數(shù)倍頻(在50%的占空比 下)。奇次諧波的幅度是按1"下降的(/是頻率),也就是-20dB/dec (-20分貝每十倍頻)。 克勞德實(shí)驗(yàn)室信號(hào)完整性測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái);;遼寧HDMI測(cè)...
一項(xiàng)是信號(hào)完整性測(cè)試,特別是對(duì)于高速信號(hào),信號(hào)完整性測(cè)試尤為關(guān)鍵。完整性的測(cè)試手段種類繁多,有頻域,也有時(shí)域的,還有一些綜合性的手段,比如誤碼測(cè)試。不管是哪一種測(cè)試手段,都存在這樣那樣的局限性,它們都只是針對(duì)某些特定的場(chǎng)景或者應(yīng)用而使用。只有選擇合適測(cè)試方法,才可以更好地評(píng)估產(chǎn)品特性。下面是常用的一些測(cè)試方法和使用的儀器。(1)波形測(cè)試使用示波器進(jìn)行波形測(cè)試,這是信號(hào)完整性測(cè)試中常用的評(píng)估方法。主要測(cè)試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過(guò)測(cè)試波形的參數(shù),可以看出幅度、邊沿時(shí)間等是否滿足器件接口電平的要求,有沒(méi)有存在信號(hào)毛刺等。波形測(cè)試也要遵循一些要求,比如選擇合適的示波器、測(cè)試探頭以及制作好測(cè)試...
1、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作在設(shè)計(jì)開始之前,必須先行思考并確定設(shè)計(jì)策略,這樣才能指導(dǎo)諸如元器件的選擇、工藝選擇和電路板生產(chǎn)成本控制等工作。就SI而言,要預(yù)先進(jìn)行調(diào)研以形成規(guī)劃或者設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,從而確保設(shè)計(jì)結(jié)果不出現(xiàn)明顯的SI問(wèn)題、串?dāng)_或者時(shí)序問(wèn)題。(微信:EDA設(shè)計(jì)智匯館) 2、電路板的層疊某些項(xiàng)目組對(duì)PCB層數(shù)的確定有很大的自,而另外一些項(xiàng)目組卻沒(méi)有這種自,因此,了解你所處的位置很重要。其它的重要問(wèn)題包括:預(yù)期的制造公差是多少?在電路板上預(yù)期的絕緣常數(shù)是多少?線寬和間距的允許誤差是多少?接地層和信號(hào)層的厚度和間距的允許誤差是多少?所有這些信息可以在預(yù)布線階段使用。 信號(hào)完整性測(cè)試系統(tǒng)主要功能;...
信號(hào)完整性測(cè)試方法: -時(shí)域測(cè)試:觀察信號(hào)在時(shí)間軸上的波形,分析信號(hào)的上升時(shí)間、下降時(shí)間、瞬態(tài)響應(yīng)等參數(shù),評(píng)估信號(hào)是否存在失真。 -頻域測(cè)試:通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換,將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域,分析信號(hào)的功率譜密度、帶寬等參數(shù),評(píng)估信號(hào)在傳輸路徑中存在的濾波和截止頻率等問(wèn)題。 -時(shí)鐘測(cè)試:通過(guò)觀察時(shí)鐘信號(hào)在傳輸路徑中的形狀和時(shí)間差異,分析時(shí)鐘信號(hào)的完整性,評(píng)估時(shí)鐘信號(hào)是否存在抖動(dòng)和時(shí)鐘漂移等問(wèn)題。 克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 信號(hào)完整性分析概述;浙江自動(dòng)化信號(hào)完整性分析 2、串?dāng)_在PCB中,串?dāng)_是指當(dāng)信號(hào)在傳輸線上傳播時(shí),因電磁能量通過(guò)互容和互感耦合對(duì)相鄰的傳輸線...
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...
數(shù)字信號(hào)的時(shí)域和頻域 數(shù)字信號(hào)的頻率分量可以通過(guò)從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換中得到。首先我們要知道時(shí)域是真實(shí) 世界,頻域是更好的用于做信號(hào)分析的一種數(shù)學(xué)手段,時(shí)域的數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)傅里葉 變換轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)頻率點(diǎn)的正弦波的。這些正弦波就是對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的頻率分量。 假如定義理想方波的邊沿時(shí)間為0,占空比50%的周期信號(hào),其在傅里葉變換后各頻率 分量振幅。 可見(jiàn)對(duì)于理想方波,其振幅頻譜對(duì)應(yīng)的正弦波頻率是基頻的奇數(shù)倍頻(在50%的占空比 下)。奇次諧波的幅度是按1"下降的(/是頻率),也就是-20dB/dec (-20分貝每十倍頻)。 高速信號(hào)完整性解決方法;設(shè)備信號(hào)完整性分析故障 信...
廣義的信號(hào)質(zhì)量還可以泛指包括所有可能引起信號(hào)接收、信號(hào)時(shí)序、工作穩(wěn)定性或者電 磁干擾方面問(wèn)題的不正?,F(xiàn)象。常見(jiàn)的有如下幾方面。 信號(hào)傳輸延遲(Propagation Delay),指由于傳輸路徑的延時(shí)造成的信號(hào)由發(fā)送到接收之 間的時(shí)間偏差,其與傳輸路徑的長(zhǎng)度和信號(hào)傳輸速度相關(guān),在分析同步信號(hào) 時(shí)序時(shí)需要考慮傳輸路徑引起的延時(shí)。 上升下降時(shí)間(Rising and Falling Time),通常數(shù)據(jù)手冊(cè)將其定義為上升下降沿電壓在 10%?90%的時(shí)間。IBIS模型會(huì)用上升下降沿電壓在20%?80%的時(shí)間,上 升下降沿時(shí)間會(huì)因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境(供電電壓、溫度)的變化對(duì)器件造成影響;傳輸...
信號(hào)完整性是許多設(shè)計(jì)人員在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中涉及的主要主題之一。信號(hào)完整性涉及數(shù)字信號(hào)波形的質(zhì)量下降和時(shí)序誤差,因?yàn)樾盘?hào)從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鲿?huì)通過(guò)封裝結(jié)構(gòu)、PCB走線、通孔、柔性電纜和連接器等互連路徑。當(dāng)今的高速總線設(shè)計(jì)如LpDDR4x、USB3.2Gen1/2(5Gbps/10Gbps)、USB3.2x2(2x10Gbps)、PCIe和即將到來(lái)的USB4.0(2x20Gbps)在高頻數(shù)據(jù)從發(fā)送器流向接收器時(shí)會(huì)發(fā)生信號(hào)衰減。本文將概述高速數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)的信號(hào)完整性基礎(chǔ)知識(shí)和集膚效應(yīng)、阻抗匹配、特性阻抗、反射等關(guān)鍵問(wèn)題??藙诘聦?shí)驗(yàn)室信號(hào)完整性測(cè)試軟件提供項(xiàng)目;多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析價(jià)格優(yōu)惠 ...
信號(hào)的能量大部分集中在信號(hào)帶寬以下,意味著我們?cè)诳紤]這個(gè)信號(hào)的傳輸效應(yīng)時(shí), 主要關(guān)注比較高頻率可以到信號(hào)的帶寬。 所以,假如在數(shù)字信號(hào)的傳輸過(guò)程中可以保證在信號(hào)的帶寬(0.35億)以下的頻率分量(模 擬信號(hào))經(jīng)過(guò)互連路徑的質(zhì)量,則我們可以保證接收到比較完整的數(shù)字信號(hào)。 然而,我們會(huì)在下面看到在考慮信號(hào)完整性問(wèn)題時(shí)由于傳輸路徑阻抗不連續(xù)對(duì)信號(hào)的反 射,損耗隨頻率的增加而增加的特性等因素,這些頻率分量在傳輸時(shí)會(huì)有畸變,從而造成接 收到的各個(gè)頻率的分量疊加在時(shí)并不能完全保證復(fù)現(xiàn)原有的時(shí)域的數(shù)字信號(hào)。 高速電路信號(hào)完整性分析;河南信號(hào)完整性分析推薦貨源 傳輸線理論基礎(chǔ)與特征阻抗 ...
雖然信號(hào)的頻率只有2MHz,但是由于信號(hào)的邊沿速率很快,和信號(hào)的互連傳輸延時(shí)有了 可比性(信號(hào)邊沿時(shí)間比4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)還要?。砸矔?huì)造成信號(hào)完整性的問(wèn)題。 信號(hào)的質(zhì)量 信號(hào)完整性需要保證信號(hào)傳輸過(guò)程中的質(zhì)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),信號(hào)質(zhì)量就是設(shè)計(jì)者必須保證 信號(hào)在驅(qū)動(dòng)端、互連結(jié)構(gòu)上,特別是接收端上的特性,避免造成功能性和穩(wěn)定性方面的問(wèn)題。 在傳統(tǒng)意義上從數(shù)字信號(hào)波形來(lái)看,信號(hào)質(zhì)量包括過(guò)沖、回沖、振鈴、邊沿單調(diào)性等方 面的問(wèn)題。 信號(hào)完整性分析近端串?dāng)_與遠(yuǎn)端串?dāng)_問(wèn)題?多端口矩陣測(cè)試信號(hào)完整性分析系列 信號(hào)完整性改善方法: -添加電源濾波電容和電源抗性; -添...