当今的电子设计工程师可以分成两种,一种是已经遇到了信号完整性问题,一种是将要遇到信号完整性问题。对于未来的电子设备,频率越来越高,射频元器件越来越小,越来越集中化、模块化。因此电磁信号未来也会变得越来越密集,所以提前学习信号完整性和电源完整性相关的知识可能对于我们对于电路的设计更有益处吧。对信号完整性和电源完整性分析中常常分为五类问题:1、单信号线网的三种退化(反射、电抗,损耗)反射:一般都是由于阻抗不连续引起的,即没有阻抗匹配。反射系数=ZL-ZO/(ZL+ZO),其中ZO叫做特性阻抗,一般情况下中都为50Ω。为啥是50Ω,75Ω的的传输损耗小,33Ω的信道容量大,所以选择了他们的中间数50Ω。下图为点对电拓扑结构四种常用端接。 克劳德实验室数字信号完整性测试进行抖动分析结果;广西信号完整性测试工厂直销
第二条传输线中没有过孔,这条传输线是一条均匀微带。SMA加载与排前条传输线相同。巧合的是,尽管这是一个单端测量,但这条被测的传输线外还有另一条平行的传输线与其物理相邻,间距约等于线宽。但是,相邻的传输线上也端接了50欧姆的电阻。是否有可能另外一条迹线的逼近在某种程度上导致了这个波谷?如果是这样,另一条线的哪些特征影响了波谷频率?要回答这个问题,方法之一是为两条耦合线的物理结构建立一个参数化的模型,验证模拟的插入损耗与测得的插入损耗匹配,然后调整方面的模型,探索设计空间。河北信号完整性测试厂家现货克劳德高速数字信号测试实验室信号完整性使用示波器进行波形测试;
转换成频域的TDR/TDT响应:回波损耗/插入损耗。蓝线是参考直通的插入损耗。当然,如果有一个完美直通的话,每个频率分量将无衰减传播,接收的信号幅度与入射信号的幅度相同。插入损耗的幅度始终为1,用分贝表示的话,就是0分贝。这个损耗在整个20GHz的频率范围内都是平坦的。黄线始于低频率下的约-30分贝,是同一传输线的回波损耗,即频域中的S11。绿线是此传输线的插入损耗,或S21。这个屏幕只显示了S参数的幅度,相位信息是有的,但没有显示的必要。回波损耗始于相对较低的值,接近-30分贝,然后向上爬升到达-10分贝范围,约超过12GHz。这个值是对此传输线的阻抗失配和两端的50欧姆连接的衡量。插入损耗具有直接有用的信息。在高速串行链路中,发射机和接收机共同工作,以发射并接收高比特率信号。在简单的CMOS驱动器中,一个显示误码率之前可能可以接受-3分贝的插入损耗。对于简单的SerDes芯片而言,可以接受-10分贝的插入损耗,而对于先进的高级SerDes芯片而言,则可以接受-20分贝。如果我们知道特定的SerDes技术可接受的插入损耗,那就可以直接从屏幕上测量互连能提供的比较大比特率。
确定信号衰减的根本原因描述给定设备的频率特性时,工程师可以使用S参数作为标准。互连的S参数(无论是在时域还是在频域中进行测量)了互连的特征模型。该参数涵盖了信号从进入一个端口到离开另一个端口时的所有特性信息。为了确定信号衰减的根本原因,重要的是先要确定您对S参数的期望值。将期望值与测量值进行比较,有助于识别导致信号完整性衰减的通道区域。接下来,您需要更深入地研究被测设备和设备之间的连接,以便确定根本原因。对于差分通道,可以使用混合模式S参数进行分析。常见的S参数是与电磁干扰有关的差分回波损耗(SDD11)、差分插入损耗(SDD21)和差分至共模转换(SCD21)。在分析传输质量时,还需要重点考虑反射因素。每当出现瞬时阻抗变化时,信号就会被反射。反射会使返回的原始信号出现延迟(如下图2所示),并与原始信号结合而产生相消干扰。信号完整性的一些基本概念?
示波器通道在每个垂直量程设置上的噪声属性各有不同。波形粗细可以直观反映示波器在该特定设置下的噪声大概范围,准确测量应通过Vrms交流测量来量化分析噪声情况。您可以将测量结果绘制成噪声图,以便进一步分析(图7)。这些测量结果反映了每个示波器通道在不同垂直刻度设置下的噪声值,这决定着您所测得的电压数值的误差变化范围。示波器的本底噪声不仅影响电压测量,也影响水平参数的测量精度。
示波器的噪声越低,测量精度就会越高。 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;河北信号完整性测试厂家现货
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我们现在看一个具体示例:图3中,两款示波器都已设置为800mV全屏显示。8位ADC示波器的分辨率是3.125mV,即,800mV除以28(256个量化电平)。10位ADC示波器的分辨率是0.781mV,即,800mV除以210(1024个量化电平)。计算出来的分辨率又被称作小量化电平,在正常采集模式下,是示波器能识别的信号小变化范围。示波器通常支持高分辨率采集模式,在该模式下,要得到正确的信号,示波器的模拟前端要能够防混叠,且采样率远大于实际需要的采样率。也有的厂家采用过采样技术配合DSP滤波器来提高示波器的垂直分辨率,然后给出一个指标,说高分辨率模式下,其位数是多少。以InfiniiumS系列示波器为例,其ADC固有分辨率是10位,高分辨率模式下是12位。高分辨率模式要求ADC实际支持的采样率远高于被测信号测量所需的硬件带宽。提升分辨率,可以选择更高位数的ADC,同时示波器的垂直刻度选择范围要更宽。广西信号完整性测试工厂直销