设备信号完整性分析高速信号传输
数字信号的时域和频域
数字信号的频率分量可以通过从时域到频域的转换中得到。首先我们要知道时域是真实 世界，频域是更好的用于做信号分析的一种数学手段，时域的数字信号可以通过傅里叶 变换转变为一个个频率点的正弦波的。这些正弦波就是对应的数字信号的频率分量。
假如定义理想方波的边沿时间为0,占空比50%的周期信号，其在傅里叶变换后各频率 分量振幅。
可见对于理想方波，其振幅频谱对应的正弦波频率是基频的奇数倍频(在50%的占空比 下)。奇次谐波的幅度是按1"下降的(/是频率)，也就是-20dB/dec (-20分贝每十倍频)。 信号完整性基本定义是指一个信号在电路中产生相应的能力。设备信号完整性分析高速信号传输
信号完整性是许多设计人员在高速数字电路设计中涉及的主要主题之一。信号完整性涉及数字信号波形的质量下降和时序误差，因为信号从发射器传输到接收器会通过封装结构、PCB 走线、通孔、柔性电缆和连接器等互连路径。
当今的高速总线设计如 LpDDR4x、USB 3.2 Gen1/2 (5Gbps/10Gbps)、USB3.2x2 (2x10Gbps)、PCIe 和即将到来的 USB4.0 (2x20Gbps) 在高频数据从发送器流向接收器时会发生信号衰减。本文将概述高速数据速率系统的信号完整性基础知识和集肤效应、阻抗匹配、特性阻抗、反射等关键问题。 设备信号完整性分析高速信号传输什么是信号完整性分析？
传输线理论基础与特征阻抗
传输线理论实际是把电磁场转换为电路的分析来简化分析的手段，分布式元件的传输线 电路模型传输线由一段的RLGC元件组成。
为了更简便地分析传输线，引入特征阻抗的概念，由特征阻抗来进行信号传输的分析。 将传输线等效成分段电路模型后，可以用电路的理论来求解。
特征阻抗，或称特性阻抗，是衡量PCB上传输线的重要指标。PCB传输线的特征/ 特性阻抗不是直流电阻，它属于长线传输中的概念。
可以看到特征阻抗是一个在传输线的某个点上的瞬时入射电压与入射电流或者反射电 压与反射电流的比值。和传输阻抗的概念并不一致，传输阻抗是某个端口上总的电压和电流的 比值。只有在整个传输路径上阻抗完全匹配且没有反射存在的情况下，特征阻抗才等于传输阻 抗。
广义的信号质量还可以泛指包括所有可能引起信号接收、信号时序、工作稳定性或者电 磁干扰方面问题的不正常现象。常见的有如下几方面。
信号传输延迟(Propagation Delay),指由于传输路径的延时造成的信号由发送到接收之 间的时间偏差，其与传输路径的长度和信号传输速度相关，在分析同步信号 时序时需要考虑传输路径引起的延时。
上升下降时间(Rising and Falling Time),通常数据手册将其定义为上升下降沿电压在 10%〜90%的时间。IBIS模型会用上升下降沿电压在20%〜80%的时间，上 升下降沿时间会因为工作环境(供电电压、温度)的变化对器件造成影响；传输路径的特性 (长度，损耗等)；信号的负载；信号的干扰(串扰)或者同步开关噪声等产生变化。某些接 收器件会有触发要求，在时序约束要求严格的设计中(DDR2/DDR3/DDR4)也需要考虑上升 下降时间的因素。 高速信号完整性解决方法；
其次要注重细节。比如测试点通常选择放在接收器件的管脚，如果条件限制放不到上面去的，比如 BGA 封装的器件，可以放到靠近管脚的 PCB 走线上或者过孔上面。距离接收器件管脚过远，因为信号反射，可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。
，需要注意一下匹配。这个主要是针对使用同轴电缆去测试的情况，同轴直接接到示波器上去，负载通常是 50 欧姆，并且是直流耦合，而对于某些电路，需要直流偏置，直接将测试系统接入时会影响电路工作状态，从而测试不到正常的波形。 基于多信号测试性设计分析；设备信号完整性分析高速信号传输
信号完整性测试有波形测试、眼图测试、抖动测试；设备信号完整性分析高速信号传输
数字信号频域分量经过随频率升高损耗加大的传输路径时，接收端收到 的各个频率分量，可以看到，如果这些频率分量要成原来的数字信号的样子，其频谱应 该如虚线所示，而实际上经过传输线后的频谱如实线所示，从而造成信号畸变，从信号眼图 上看眼睛会闭合。
加重（De-Emphasis）和预加重（Pre-Emphasis）的示意图,也就是在发送信 号时降低低频分量或提高高频分量来补偿传输线对不同频率下损耗不一致的影响，使得接收 端的频谱分布和原来想要传输的信号基本一致。 设备信号完整性分析高速信号传输
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