江苏信号完整性测试系列
示波器的各个属性彼此配合,相互影响,我们必须从全局角度加以考量。许多示波器品牌所宣传的分辨率、本底噪声、抖动等技术指标都被冠以了"比较好"字眼。然而,滴水难成海,独木不成林。您必须清醒地认识到,要提供比较好的信号显示,绝不是凭单个比较好技术指标就能实现的。所以在选择示波器时,只有做到全盘兼顾才能做出正确的选择。只关注信号完整性的一个方面而忽视其他属性,就好比只见树木不见森林,很有可能会导致错误判断。
请注意:两款示波器测得的上升时间标准偏差有所不同,尽管它们的带宽(4GHz)、采样率(20GSa/s)和其他设置都是相同的。在快速上升时间测试中,InfiniiumS系列测得的标准偏差是668fs(飞秒),而左边示波器测得的标准偏差为4ps(皮秒),偏差是S系列示波器的6倍。测量同一个信号的上升时间,所得的标准偏差越低,就表明示波器自身的信号完整性越出色,水平系统的性能也就越高。 信号完整性测试系统主要功能;江苏信号完整性测试系列
发射的信号具有比较快的边缘,但从屏幕上难以得到关于接收的信号的过多信息。虽然我们可以直接从屏幕上测量10-90或20-80的上升时间,但不清楚此信息有何作用,因为互连将边缘扭曲成了不是真正的高斯边缘。这个例子表明,我们可以采用同样的信息内容,但改变其显示方式,以便更快速、更轻松地进行解释。所示为测得的响应,与时域中所示相同,但转换到了频域。单击TDR响应屏幕右上角的S参数选项卡可访问此屏幕。在频域中,我们将TDR信号称为S11,将TDT信号称为S21。这是两个描述频域中散射波形的S参数。S11也称回波损耗,S21则为插入损耗。垂直刻度为S参数的幅度,单位为分贝。江苏信号完整性测试系列克劳德实验室数字信号完整性测试技巧;
8英寸长均匀微带线的ADS建模,所示简单模型的带宽为~12GHz。所示为描述传输线的较好简单模型,是基板上的一条单一迹线,长度为8英寸,电介质厚度为60密耳,线宽为125密耳。这些参数都是直接从物理互连上测得的。较好初我们不知道叠层的总体介电常数和体积耗散因数。我们有测得的插入损耗。所示为测得的互连插入损耗,用红圈标出。这与前文中在TDR屏幕上显示的数据完全一样。分析中也采用相位响应,但不在此显示。在这个简单的模型中有两个未知参数,即介电常数和耗散因数,我们使用ADS内置的优化器在所有参数空间内搜索这两个参数的比较好拟合值,以匹配测得的插入损耗响应与模拟的插入损耗响应。中的蓝线是使用4.43的介电常数值和0.025的耗散因数值模拟的插入损耗的较好终值。我们可以看到,测得的插入损耗和模拟的插入损耗一致性非常高,达到约12GHz。这是该模型的带宽。相位的一致性更高,但不在此图中显示。通过建立简单的模型并将参数值拟合到模型中,以及利用ADS内置的二维边界元场解算器和优化工具,我们能够从TDR/TDT测量值中提取叠层材料特性的准确值。我们还能证明,此互连实际上很合理。传输线没有异常,没有不明原因的特性,至少在12GHz以下不会出现任何意外情况。
1.信号的分类a.确定性信号与随机信号:由系统产生具有确定参数的信号称为确定性信号,而具有不可预知的信号称为不确定性信号。b.周期与非周期信号:周期信号是指依照一定时间间隔,周而复始的无始终信号,表示为f(t)=f(t+nT)n为任意整数,非周期信号在时间上不具备周而复始的特性。c.连续时间信号与离散时间信号:如果在所讨论的时间间隔内,除若干个不连续点之外,对于任意时间值都可以给出确定的函数值,此信号就被称为连续信号。与之相对应的称为离散型信号。d.一维信号与多维信号e.能量受限信号与功率受限信号1.1.1典型信号a.指数信号:f(t)=K,aRb.正弦信号:f(t)=Ksin(ωt+)c.复指数信号f(t)=K,s=σ+jωd.抽样信号:Sa(t)=e.钟形信号:ft=E克劳德实验室信号完整性测试软件提供项目;
2.4互连建模以提取互连特性将测得的数据作为时域响应或频域响应显示,意味着相比局限于一个域而言,我们可以很容易地提取更多信息。此外,将频域插入损耗和回波损耗的值以Touchstone格式文件导出,我们就能够使用先进的建模工具,如KeysightADS来提取更多的信息。在此例中,我们将看到均匀的8英寸长微带,以及我们如何使用建模和仿真工具来提取材料特性。描述物理互连简单的模型是一条理想传输线。我们可以使用ADS内置的多层互连库(MIL)来构建这条微带的物理模型,将材料特性参数化,然后提取它们的值。常见的信号完整性测试常用的三种测试;江苏信号完整性测试系列
信号完整性测试所需工具说明;江苏信号完整性测试系列
ADC位数和小分辨率模数转换器(ADC)是确保示波器自身信号完整性的关键技术。ADC位数与示波器的分辨率成正比。理论上讲,10位ADC示波器的分辨率比8位ADC示波器高4倍。同理,12位ADC示波器相对于10位ADC示波器也是如此。图2以10位ADCInfiniiumS系列示波器为例,实际验证了上述结论。
多数示波器都是采用8位ADC,而S系列示波器采用的是40GSa/s10位ADC,分辨率提升了四倍。分辨率是指由示波器中的模数转换器(ADC)所决定的小量化电平。8位ADC可将模拟输入信号编码为28=256个电平,即量化电平或Q电平。ADC在示波器量程内工作,因此在电流和电压测量中,量化电平的步长与示波器的量程设置有关。如果垂直设置为100mV/格,则量程等于800mV(8格x100mV/格),量级电平分辨率就是3.125mV(即,800mV除以256个量化电平)。 江苏信号完整性测试系列
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