天津多端口矩阵测试高速信号传输

时间:2023年03月15日 来源:

在工作实践过程中,对于SI、PI和EMC的认识,电子设计工程师们可能绝大多数被告知它们是经验性的东西,琢磨不透,说不清、道不明,全靠经验和感觉,深不可测。这样的观点日积月累,打击了很多工程师对SI、PI和EMC理论、概念和技术学习和掌握的信心。在电子系统或设备的研发过程中,会出现许多与硬件相关的、随机的或偶发的问题和故障,这类问题和故障往往被定性为电磁干扰、信号完整性、电源完整性问题,虽然未必就是这些类别的问题,可一旦被定性为这些类别的问题,就很难用理论工具进行解决分析,而往往靠**的经验和感觉定位、解决,试着采取很多措施,可能碰巧解决了,却说不明白其中的道理。高速信号传输——电源完整性;天津多端口矩阵测试高速信号传输

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在实际的PCB布线时,如果由于产品结构的需要,不能缩短信号线长度时,应采用差分信号传输。差分信号有很强的抗共模干扰能力,能延长传输距离。差分信号有很多种,如ECL、PECL、LVDS等,表1列出LVDS相对于ECL、PECL系统的主要特点。LVDS的恒流源模式低摆幅输出使得LVDS能高速驱动,对于点到的连接,传输速率可达800Mbps,同时LVDS低噪声、低功耗,连接方便,实际中使用较多。LVDS的驱动器由一个通常为3.5mA的恒流源驱动对差分信号线组成。接收端有一个高的直流输入阻抗,几科全部的驱动电流流经10Ω的终端电阻,在接收器输入端产生约350mV电压。当驱动状态反转时,流经电阻的电流方向改变,此时在接收端产生有效的逻辑状态。图5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信号转换成差分信号,进行长距离传输的波形图。在仿真时设置仿真频率为66MHz理想方波,传输距离为508mm,差分对终端接100Ω负载匹配传输线的差分阻抗。从仿真结果看,LVDS接收端的波形除了有延迟外,波形保持完好。天津多端口矩阵测试高速信号传输高速信号通常采用什么形式传输;

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2.1.5高速信号传输的界定

高速信号可以定义为:需要对其传输线进行设计,以确保在传输过程中其波形失真度可以接受的那些信号。界定高速信号传输的依据有以下两条。

①对于模拟信号,所有模拟信号传输都应该看作高速信号传输,因为模拟信号传输一般要求传输过程中具有很小的波形失真度。

②对于数字信号,通过分析,若设计该数字信号传输线时需要考虑阻抗才能保证信号传输到目的处的失真度可接受,则这种情况下的数字信号就是高速信号。其原因在于:对应某个数字信号,如果其传输线设计不当而在某些位置出现阻抗突变,则信号在此处会发生反射,反射的信号向着与信号传输方向相反的方向传输,若再遇到阻抗突变处,则再次反射,与刚好传到此处的信号S进行叠加,此叠加的信号沿信号传输方向传输,到达信号采集处,影响采集器对S信号的判断。若其可能产生的信号反射叠加在后续的信号上,则会影响后续信号接收的正确性。


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。 高速信号传输的界定高速信号可以定义为;

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①理解电阻、电感、电容等特性,其本质就是对电流、电流变化和电压变化具有的抵抗力,以及电阻器、电感器、电容器几种器件不仅具有主特性,在高速信号传输电路中还表现出其他的特性。

②掌握高速信号传输、信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的概念,以及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。

③认识信号传输线、供电传输线、信号回路、供电回路、信号传输线的特征阻抗、供电中继电容器等概念和意义,并纠正对地、屏蔽、信号回路几个概念的误解。

④了解信号类型、电源类型、信号传输线类型及其适合传输的信号类型、电源传输线类型及其适合传输的电源类型、供电中继电容器类型,以及各种信号传输线和电源传输线的屏蔽效能对比。实际上,掌握了这些,我们就从本质上了解了高速信号传输的原理和本质,综合考虑工程化因素(如产品成本、可制造性和可实现性等),结合使用相关的设计、仿真和测试工具,就可以很轻松地进行高速信号传输设计和问题的分析。 高速信号的传输的工程化技术;天津多端口矩阵测试高速信号传输

高速信号传输相关的三个方面;天津多端口矩阵测试高速信号传输

高速信号传输技术的复杂性

(1)与高速信号传输相关的理论及概念缺失在学术上,与高速信号传输相关的SI、PI和EMC理论、概念和技术相当完整和成熟。但是,高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失。大多数从事电子设计专业的工程师缺少SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,主要原因是在高等教育过程中缺少这些理论课程的教育和培训,在工作实践中也很少有相关专业理论、概念和技术的学习和培训。大多数高校还没有高速信号传输技术相关专业课程。大部分高校虽然设立电磁兼容性专业课程,但这些课程是专为电磁兼容专业的学生而设立的,课程的内容尤其是麦克斯韦方程的解算对于一般电子设计专业的学生来讲很高深,电子设计专业讲授的大多是逻辑设计和电子设计的相关课程。


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