安徽测量高速信号传输
第五,在电子产品调试过程中,如果出现高速信号传输失败的问题,如DVI信号传输时数据接收不稳定,如何对出现的问题给出解决思路,对哪些信号进行测试,如何对测试的结果进行分析,并给出解决方案并终消除问题,即被称为高速信号传输问题分析的工程化技术。高速信号传输工程化技术就是对高速信号传输给出具有适度性能、适度成本、适度可靠性和适度制造性等综合良好性能的技术解决方案。所谓适度就是指性能指标满足用户要求,并达到相关国际标准、国家标准和行业标准。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;安徽测量高速信号传输
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。 安徽测量高速信号传输高速信号传输的界定标准;
高速信号传输——信号完整性
信号的回路信号传输线:信号路径、信号回路、中间介质构成信号自己回路的原则:直流电流:寻找小的电阻、与信号路径组成信号环路面积小的回路交流电流:阻抗小、与信号路径组成的信号环路面积小的回路电信号=直流+交流回路也就包括的直流信号回路和交流信号回路。
特征阻抗与反射(1) 特征阻抗定义:特性阻抗是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性,等于各处的电压与电流的比值,用V/I表示。
(2)这样的突变也就会导致信号的反射。
(3)差分线和单端信号线差分线一个对应正极性,一个对应负极性,还有一条用于实现信号回流的线单端信号线:一条信号路径和信号回流的线
(4)大地与“基准地”大地的概念:用于屏蔽和吸收大量电荷的物体,“大地”的意义也就在于为其所连接的物体提供一个收放多余电荷和垃圾电荷的地方在设计的时候应当去掉“地”的概念,聚焦信号回路概念。
(5)信号类型模拟信号和数字信号单端信号和差分信号分成了:
单端模拟
差分模拟
单端数字
差分数字
2.3.1信号完整性的定义信号完整性,
英文为SignalIntegrity,简称SI,指信号在传输过程中,其波形保持不变或只在可容许范围内失真,不影响信号接收器对信号的正确接收和解码。信号完整性表示信号的质量在经过传输通道传输后仍保持相对良好的特性。我们以“河道中的波浪”类比信号传输通道上的电信号,以河道与“空中的水汽通道”组成的波浪传输通道类比信号传输通道,可以更直观地理解信号完整性的概念,虽然这个类比不是十分恰当。
一条河道连接上游和下游两个水库,平静的河流在河道中流淌,当上游水库的闸门突然被抬高(或压低)时,河流上游端的水位由于水库出水量的突然增加(或减少)而升高(或下降),水位的升高(或下降)变化形成一个一定形状的波浪,波浪沿着河道向下游移动,直到下游水库入口处。波浪在移动到下游水库入口处时,其形状有两种情况:一是波浪的形状与在上游水库出口处形成时的形状保持着一定程度的相似性,我们就认为波浪形状在移动过程中是良好的,是完整的;二是由于各种原因使得波浪的形状与形成时的形状有很大差别,我们就认为波浪的形状是不良好的,是不完整的。 高速信号传输的保形通道;
2.2高速信号传输相关的三个方面
上面已经讨论过,高速信号传输研究的主要目的是解决信号保形传输问题,由信号传输的三要素可知,信号的保形传输必须涉及以下三个方面的问题:
●保证信号发送器和信号接收器正常工作;
●保证信号传输过程中信号无失真或有可以允许的失真;
●保证信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰。
如何设计电源系统,以提供电流相对充足、电压相对稳定的电源给受电器件(信号发送器和信号接收器);如何控制传输通道各段的阻抗,以使其具有相对的一致性;如何设计电磁屏蔽,以控制电磁干扰性和电磁敏感性,保证信号能够被信号接收器正确解码。以上这三个方面是高速信号传输技术涉及的研究内容,它们分别被称为电源完整性、信号完整性和电磁兼容性,是高速信号传输工程化技术的三大支撑技术,三者缺一不可。 高速信号传输所涉及的概念和技术;安徽测量高速信号传输
高速信号传输工程化技术内容;安徽测量高速信号传输
高速信号传输技术理论和概念繁多
对于大多数从事电子设计的工程师,由于没有系统的电磁兼容、信号完整性和电源完整性技术专业学习和培训,往往接触到许多众说纷纭的有关高速信号传输方面的解释,这些解释往往为了说明SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,从不同的角度引入了很多概念和名词。比如,是“地”的概念,就有安全地、结构地、屏蔽地、数字地、模拟地、地平面、地信号等,而且这些地各有各的定义和用途。再比如,接“地”的方式也有很多要求,包括单点共地、多点共地、混合共地、数字地与模拟地分割、悬浮地等,它们有各自的特点和适用的场合。
这些概念和名词对于专业从事电磁兼容、信号完整性和电源完整性专业的工程师来讲或许不是问题,可能是对他们工程化技术方面的补充。但是,对于大多数电子设计工程师来讲,这可能令他们眼花缭乱、无所适从,而且对于产品设计中出现的问题,其往往不知道到底用什么概念去解释和解决。
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