PCI-E测试高速信号传输故障

时间:2024年04月14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。高速信号传输的相关概念;PCI-E测试高速信号传输故障

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克劳德高速数字信号测试实验室

2.1高速信号传输定义

高速信号传输是一定条件下的(电)信号传输,这里的条件对数字(电)信号而言,是指信号传输通道长度与信号带宽波长的关系,对模拟信号而言,无论带宽大小,都被看作高速信号传输。2.1.1信号传输的相关概念(1)电信号在通信、信号处理或者电子工程等技术领域中,任何随时间和空间变化的量都可以称为信号,如果量的变化是连续的,则称为模拟信号,如果量的变化是离散的,则称为数字信号。电信号是指其电压值(电流值)、频率值或相位值随时间变化的量,同样地,电信号也包括模拟电信号和数字电信号。 PCI-E测试高速信号传输故障掌握高速信号传输、信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的概念;

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  重点内容分析高速信号传输所涉及的三大支撑技术(即信号完整性、电源完整性和电磁兼容性)的相关基本概念、基本原理和基本设计原则,通过直观、定性、系统和概念性的论述,消除电子设计工程师对于信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的神秘感,还信号完整性、电源完整性和电磁兼容性分析和设计工作一个简单、明晰的面孔,使得电子设计人员从容面对信号完整性、电源完整性和电磁兼容性设计和分析工作。

 高速信号传输技术的简单性

对于大多数电子设计工程师,高速信号传输技术,即SI、PI和EMC真的很难、很复杂吗?事实并非如此。对于大多数电子设计工程师来讲,掌握关于电磁兼容、信号完整性和电源完整性一般性的原理、概念和技术,就可以很好地从事研发工作了,深入掌握这些技能则是专业工程师的事。在这个意义上来说,掌握SI、PI和EMC相关技术是很容易的事情。

掌握一般性的原理、概念和技术为什么容易呢?对于大多数电子设计工程师,只需掌握以下这些知识。
高速喜好传输的传输速度;

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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: 低速信号和高速信号传输对于信号传输通道有着不同的要求;PCI-E测试高速信号传输故障

高速信号传输技术的内涵;PCI-E测试高速信号传输故障

①高速信号是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。模拟信号传输都应该看作高速信号传输,数字信号如果其传输线长度大于该数字信号有效比较高谐波(一般为基频的3~5倍)波长的1/4,该数字信号相对该传输线就是高速信号。

②信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是高速信号传输所涉及的三大支撑技术。

③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,需要为各种信号选择设计合适的信号传输通道,使得高速信号传输的电信号能够保形传输。

④电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好,选择和设计良好的电源转换装置、中远距电源供电中继电容器、近距电源供电中继电容器和电源信号传输通道是保证电源完整性的基本要求。

⑤电磁兼容性表示电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他电子系统和设备造成干扰 PCI-E测试高速信号传输故障

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