例如,分辨率为UXGA(1600×1200)的DVI信号,其信号传输速率为1.625Gbps,当该信号在FR4材料的PCB上传输时,其信号带宽波长为:3×10+8÷(4)1/2÷(1.625×10+9×5)≈0.02(m)=20mm,其中,FR4材料的相对介电常数为4。当DVI信号在PCB上传输时,传输通道长度大于1/4带宽波长,即5mm时,就必须被当作高速信号传输。对于模拟信号,信号在传输过程中可以被衰减,但不可以因被叠加较大噪声而使信号失真太多,也不允许信号在传输过程中因传输通道某处阻抗的突变太大引起较严重的反射现象。因此,模拟信号传输被看作高速信号传输,且与信号传输通道的长度无关。
注意
在电子设计中,以高速信号传输代替高速信号设计的概念或高速电路设计的概念才能正确处理信号的保形传输问题。以信号传输速率的高低,或以信号的上升时间或下降时间的大小区分信号是高速还是低速是不科学的,这也是部分电子设计工程师对高速信号传输的误解,必须同时考虑信号的传输速率与信号传输通道的长度。 高速信号传输技术的简单性;信息化高速信号传输价格多少
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高速信号传输技术的内涵高速电信号传输设计与分析是电子设计工程师必须掌握的基本技能。电子产品处理器主频高至GHz、传输速率达到Gbps以上,高速信号的处理和传输要求电子设计工程师必须至少具备以下三项技能:
●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逻辑时序设计对于数字电路设计工程师而言,无论其开发的数字电路是所谓的低速数字电路,还是高速数字电路,都是基本的设计。电子工程师在进行时序设计时,有一个很重要的假设:数字逻辑信号传输没有失真。因此,逻辑时序设计更多的是考虑信号的逻辑运算、信号延时、信号的同步等因素。 PCI-E测试高速信号传输联系人高速信号传输技术与信号完整性、电源完整性和电磁兼容性技术的关系;
2.1.2数字信号的时域特性高速信号传输的主要研究内容是高速数字信号传输,因此,我们先以时钟信号为例,讨论数字信号在时域和频域中的特征。在时域中,时钟信号有两个重要的参数,即时钟周期和上升时间。图2.1说明了数字时钟信号的这两个特性。时钟信号波形
时钟周期就是时钟信号重复一次的时间间隔,在高速信号系统中,时钟信号的周期(Tclock)单位一般为纳秒(ns),频率为在1秒钟内时钟循环的次数,单位一般为赫兹(Hz),时钟频率与时钟周期是互为倒数的关系:
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。 高速信号传输正确性需要满足以下三个方面的要求;
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。 数字信号是否为高速信号,除了与信号的频率有关,还与传输它的线路长度有关;PCI-E测试高速信号传输联系人
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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。
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