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湖南信号完整性分析高速信号传输

来源: 发布时间:2024年02月26日

信号完整性分析指的是在高速数字系统设计中,分析信号在传输路径中受到的干扰和失真的程度,以确保信号能够正确传输并被正确地解码。信号完整性分析通常包括以下方面:

1.时域分析:通过分析信号在传输路径中的时域响应,包括上升时间、瞬态响应等,来评估信号完整性。

2.频域分析:通过分析信号在传输路径中的频率响应,包括截止频率、带宽等,来评估信号完整性。

3.时钟分析:时钟信号在高速数字系统中起着极为重要的作用,因此,在信号完整性分析中也需要对时钟信号进行分析。

4.信号干扰分析:分析在信号传输路径中可能出现的各种干扰,如串扰、辐射干扰等,以评估信号完整性。通过对信号完整性进行分析,可以帮助设计人员在系统设计的早期发现和解决信号干扰和失真的问题,提高系统的可靠性和性能。

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时域数字信号转换得到的频域信号如果起来,则可以复现原来的时域信号。如图1・2 所示描绘了直流频率分量加上基频频率分量与直流频域分量加上基频和3倍频频率分量,以 及5倍频率分量成的时域信号之间的差别,我们可以看到不同频域分量的所造成的时域信号边沿的差别。频域里包含的频域分量越多,这些频域分量成的时域信号越接近 真实的数字信号,高频谐波分量主要影响信号边沿时间,低频的分量影响幅度。当然,如果 时域数字信号转变岀的一个个频率点的正弦波都叠加起来,则可以完全复现原来的时域 数字信号。其中复原信号的不连续点的震荡被称为吉布斯震荡现象。智能化多端口矩阵测试信号完整性分析信号完整性测试信号完整性(SI)、电源完整性(PI)和电磁完整性(EMI)三类性能分析技术。

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广义的信号质量还可以泛指包括所有可能引起信号接收、信号时序、工作稳定性或者电 磁干扰方面问题的不正常现象。常见的有如下几方面。

信号传输延迟(Propagation Delay),指由于传输路径的延时造成的信号由发送到接收之 间的时间偏差,其与传输路径的长度和信号传输速度相关,在分析同步信号 时序时需要考虑传输路径引起的延时。

上升下降时间(Rising and Falling Time),通常数据手册将其定义为上升下降沿电压在 10%〜90%的时间。IBIS模型会用上升下降沿电压在20%〜80%的时间,上 升下降沿时间会因为工作环境(供电电压、温度)的变化对器件造成影响;传输路径的特性 (长度,损耗等);信号的负载;信号的干扰(串扰)或者同步开关噪声等产生变化。某些接 收器件会有触发要求,在时序约束要求严格的设计中(DDR2/DDR3/DDR4)也需要考虑上升 下降时间的因素。

其次要注重细节。比如测试点通常选择放在接收器件的管脚,如果条件限制放不到上面去的,比如 BGA 封装的器件,可以放到靠近管脚的 PCB 走线上或者过孔上面。距离接收器件管脚过远,因为信号反射,可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。

,需要注意一下匹配。这个主要是针对使用同轴电缆去测试的情况,同轴直接接到示波器上去,负载通常是 50 欧姆,并且是直流耦合,而对于某些电路,需要直流偏置,直接将测试系统接入时会影响电路工作状态,从而测试不到正常的波形。 信号完整性测试内容 ▪高速电路中的常见问题和测试技巧衡量高速信号质量的重要手段和方法;

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要想得到零边沿时间的理想方波,理论上是需要无穷大频率的频率分量。如果比较高只考 虑到某个频率点处的频率分量,则来出的时域波形边沿时间会蜕化,会使得边沿时间增大。

如,一个频率为500MHz的理想方波,其5次谐波分量是2500M,如果把5次谐波以 内所有分量成时域信号,贝U其边沿时间大概是0.35/2500M=0.14ns,即140ps。

我们可以把数字信号假设为一个时间轴上无穷的梯形波的周期信号,它的傅里叶变换。

对应于每个频率点的正弦波的幅度,我们可以勾勒出频谱包络线. 硬件测试技术及信号完整性分析;智能化多端口矩阵测试信号完整性分析信号完整性测试

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信号完整性是指信号在传输过程中是否保持其原始形态和质量。在高速数字系统中,信号完整性非常重要,因为信号受到的噪声和失真可能会导致错误或故障。因此,信号完整性的分析和优化是数字系统设计中至关重要的一步。

以下是一些信号完整性的基础知识:

1.时域和频域

在信号完整性分析中,时域和频域都是非常重要的概念。时域描述随时间变化的信号波形,包括上升时间、下降时间,瞬态响应等等。频域描述信号的频率特性,包括截止频率、带宽、幅度响应等等。

2.常见的失真类型

在数字系统中,常见的失真类型包括内插失真、抖动、幅度失真和相位失真等。这些失真类型经常与信号的传输有关,因此分析信号的失真类型可以帮助设计人员确定性能和可靠性要求。 湖南信号完整性分析高速信号传输