二、连续时间系统的时域分析1.系统数学模型的建立构件的方程式的基本依据是电网络的两个约束特性。其一是元件因素特性。即表徒电路元件模型关系。其二是网络拓扑约束,也即由网络结构决定的各电压电流之间的约束关系。2.零输入响应与零状态响应零输入响应指的是没有外加激励信号的作用,只有起始状态所产生的响应。以表示.零状态响应指的是不考虑起始状态为零的作用,由系统外加激励信号所产生的响应。以表示,由公式:r(t)=+=++B(t)=+B(t)可以推出以下结论:a.自由响应和零输入响应都满足齐次方程的解。零输入响应的由起始储能情况决定,而自由响应的要同时依从始起状态和激励信号。b.自由响应由两部分组成,其中一...
SI设计的特点1)不同是工程有不同的设计重点,要根据具体的工程进行有针对性的SI设计。对于局部总线,关注的是信号本身的质量,对反射、串扰、电源滤波等几个方面简单的设计就能让电路正常工作;在高速同步总线(如DDR)中,只关注反射串扰电源等基本问题还不够。等等。2)SI设计不能片面地追求某一方面的指标,而弱化其他潜在风险。3)SI设计不是简单地解决孤立问题,众多问题及其影响相互纠缠在一起,需要系统化的设计,反复权衡,平衡各种要求,找到可行的解决方案。-->信号完整性中,需要掌握的现象描述:振铃、上冲、下冲、过冲、串扰、共阻抗、共模、电感、回路电感、单位长度电感、回路面积、容性负载、寄生电容、衰减、...
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...
一般讨论的信号完整性基本上以研究数字电路为基础,研究数字电路的模拟特性。主要包含两个方面:信号的幅度(电压)和信号时序。 与信号完整性噪声问题有关的四类噪声源:1、单一网络的信号质量2、多网络间的串扰3、电源与地分配中的轨道塌陷4、来自整个系统的电磁干扰和辐射 当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时,该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时,就出现了信号完整性问题。信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。一般认为,当系统工作在50MHz时,就会产生信号完整性问题,而随着系统和器件频率的不断攀...
一致性达到了惊人的约8GHz。这表明,没有出现任何异常情况。没有出现任何超出两条耦合有损线正常行为的情况。在此例中,未被驱动的第二条线端接了50欧姆电阻,而模型的设置也与之匹配。我们看到,当一条单线用在一对线当中时,插入损耗上会出现反常的波谷,而当这条单线被隔离时,波谷并不会出现。通过场解算器我们证实了这一点,是相邻线的接近在某种程度上导致了波谷的产生。引起这种灾难性的行为效果并不反常,只是很微妙。我们可能花上几个星期的时间在新的板子上陆续测试一个个效果,试图找出影响此行为的原因。例如,我们可以改变耦合长度、线宽、间距、电介质厚度,甚至是介电常数和耗散因数,来探寻是什么影响了谐振频率。我们也可...
1、什么是信号完整性“0”、“1”码是通过电压或电流波形来传递的,尽管信息是数字的,但承载这些信息的电压或者电流波形确实模拟的,噪声、损耗、供电的不稳定等多种因素都会使电压或者电流发生畸变,如果畸变严重到一定程度,接收器就可能错误判断发送器输出的“0”、“1}码,这就是信号完整性问题。广义上讲,信号完整性(SignalIntegrity,SI)包括由于互连、电源、器件等引起的所有信号质量及延时等问题。 2、SI问题的根源:频率提高、上升时间减小、摆幅降低、互连通道不理想、供电环境恶劣、通道之间延时不一致等都可能导致信号完整性问题;但其根源主要是信号上升时间减小。注:上升时间越小,信号...
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。信号完整性测试现场方法测试找克劳...
当今的电子设计工程师可以分成两种,一种是已经遇到了信号完整性问题,一种是将要遇到信号完整性问题。对于未来的电子设备,频率越来越高,射频元器件越来越小,越来越集中化、模块化。因此电磁信号未来也会变得越来越密集,所以提前学习信号完整性和电源完整性相关的知识可能对于我们对于电路的设计更有益处吧。对信号完整性和电源完整性分析中常常分为五类问题:1、单信号线网的三种退化(反射、电抗,损耗)反射:一般都是由于阻抗不连续引起的,即没有阻抗匹配。反射系数=ZL-ZO/(ZL+ZO),其中ZO叫做特性阻抗,一般情况下中都为50Ω。为啥是50Ω,75Ω的的传输损耗小,33Ω的信道容量大,所以选择了他们...
信号完整性(英语:Signal integrity, SI)是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中,一串二进制的信号流是通过电压(或电流)的波形来表示。然而,自然界的信号实际上都是模拟的,而非数字的,所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里,一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体,多种效应可以降低信号的可信度,这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务,在所有水平的电子封装和组装,例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中,都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主...
探索和设计信号完整性解决方案初步找到信号衰减的根本原因之后,您就需要研究并确定比较好的解决方案。首先,要执行去除设计缺陷后的仿真测试,以验证您确实找到了信号完整性衰减的根本原因。我们的建议是,与其将删除有问题的区域作为解决方案,不如试着在接收机上添加均衡,例如添加决策反馈均衡(DFE)、频域中的连续时间线性均衡或时域中的发射机前馈均衡。同样,您也可以通过仿真来添加均衡,通过在示波器上实时观察眼图的变化,即可测试该均衡是否已经解决了信号完整性衰减的问题。克劳德高速数字信号的测试,主要目的是对其进行信号完整性分析;设备信号完整性测试产品介绍信号校准服务默认情况下,当矢量网络分析仪(VNA)开启时,...
1、什么是信号完整性“0”、“1”码是通过电压或电流波形来传递的,尽管信息是数字的,但承载这些信息的电压或者电流波形确实模拟的,噪声、损耗、供电的不稳定等多种因素都会使电压或者电流发生畸变,如果畸变严重到一定程度,接收器就可能错误判断发送器输出的“0”、“1}码,这就是信号完整性问题。广义上讲,信号完整性(SignalIntegrity,SI)包括由于互连、电源、器件等引起的所有信号质量及延时等问题。 2、SI问题的根源:频率提高、上升时间减小、摆幅降低、互连通道不理想、供电环境恶劣、通道之间延时不一致等都可能导致信号完整性问题;但其根源主要是信号上升时间减小。注:上升时间越小,信号...
我们现在对比一下两款示波器。小信号具有一定的幅度,当示波器垂直设置设为16mV全屏时,它会占据几乎全屏的空间。Infiniium9000系列示波器等传统示波器硬件支持的小刻度是7mV/格,低于该设置的垂直刻度,是用软件放大实现的,7mV/格的设置意味着量程是56mV(7mV/格x8格),该示波器采用了8位ADC,量化电平数是256,因此其小分辨率为218uV。InfiniiumS系列示波器采用了10位ADC,硬件支持的小垂直刻度是2mV/格,并且该设置支持满带宽。2mV/格设置对应的量程为16mV(2mV/格x8格),因此分辨率为16mV/1024,即为15.6uV—是传统的8位示波器的14倍克...
克劳德高速数字信号测试实验室致敬信息论创始人克劳德·艾尔伍德·香农,以成为高数信号传输测试界的带头者为奋斗目标。 克劳德高速数字信号测试实验室重心团队成员从业测试领域10年以上。实验室配套KEYSIGHT/TEK主流系列示波器、误码仪、协议分析仪、矢量网络分析仪及附件,使用PCIE/USB-IF/WILDER等行业指定品牌夹具。坚持以专业的技术人员,严格按照行业测试规范,配备高性能的权能测试设备,提供给客户更精细更权能的全方面的专业服务。 克劳德高速数字信号测试实验室提供具深度的专业知识及一系列认证测试、预认证测试及错误排除信号完整性测试、多端口矩阵测试、HDMI测...
信号校准服务默认情况下,当矢量网络分析仪(VNA)开启时,其参考平面位于前面板。将电缆连接到被测设备时,校准参考必须使用短路-开路-负载-直通法(SOLT)、直通反射线或直通反射匹配参考结构。SOLT是常见的方法。电缆可以直接连接到DUT或夹具。夹具安装在电缆和DUT之间,有助于兼容不同类型的连接器,例如HDMI、显示端口、串行ATA和PCIExpress。在本示例中,校准参考面包括电缆,而去嵌入参考面包括夹具。将校准误差校正和去嵌入相结合时,必须包括通道中与DUT的所有互连。连接DUT后,您就可以进行测量,并执行测量后(去嵌入)误差校正。信号完整性的一些基本概念?江西信号完整性测试规格尺寸9...
二、连续时间系统的时域分析1.系统数学模型的建立构件的方程式的基本依据是电网络的两个约束特性。其一是元件因素特性。即表徒电路元件模型关系。其二是网络拓扑约束,也即由网络结构决定的各电压电流之间的约束关系。2.零输入响应与零状态响应零输入响应指的是没有外加激励信号的作用,只有起始状态所产生的响应。以表示.零状态响应指的是不考虑起始状态为零的作用,由系统外加激励信号所产生的响应。以表示,由公式:r(t)=+=++B(t)=+B(t)可以推出以下结论:a.自由响应和零输入响应都满足齐次方程的解。零输入响应的由起始储能情况决定,而自由响应的要同时依从始起状态和激励信号。b.自由响应由两部分组成,其中一...
信号完整性是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中,一串二进制的信号流是通过电压(或电流)的波形来表示。然而,自然界的信号实际上都是模拟的,而非数字的,所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里,一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体,多种效应可以降低信号的可信度,这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务,在所有水平的电子封装和组装,例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中,都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主要有振铃(ringing)、串扰(cr...
一般讨论的信号完整性基本上以研究数字电路为基础,研究数字电路的模拟特性。主要包含两个方面:信号的幅度(电压)和信号时序。 与信号完整性噪声问题有关的四类噪声源:1、单一网络的信号质量2、多网络间的串扰3、电源与地分配中的轨道塌陷4、来自整个系统的电磁干扰和辐射 当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时,该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时,就出现了信号完整性问题。信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。一般认为,当系统工作在50MHz时,就会产生信号完整性问题,而随着系统和器件频率的不断攀...
我们现在对比一下两款示波器。小信号具有一定的幅度,当示波器垂直设置设为16mV全屏时,它会占据几乎全屏的空间。Infiniium9000系列示波器等传统示波器硬件支持的小刻度是7mV/格,低于该设置的垂直刻度,是用软件放大实现的,7mV/格的设置意味着量程是56mV(7mV/格x8格),该示波器采用了8位ADC,量化电平数是256,因此其小分辨率为218uV。InfiniiumS系列示波器采用了10位ADC,硬件支持的小垂直刻度是2mV/格,并且该设置支持满带宽。2mV/格设置对应的量程为16mV(2mV/格x8格),因此分辨率为16mV/1024,即为15.6uV—是传统的8位示波器的14倍克...
示波器的频率响应不平坦会导致显示出的信号失真。您在选购示波器时,可以向厂商索取频率响应数据。厂商一般不会在示波器技术资料中附带频率响应图,但通常可以根据您的要求来提供。为了方便起见,下面为您展示了各型号InfiniiumS系列示波器的频率响应图。图中设置如下:20GSa/s比较大采样率;100mV/格de垂直标度;信号幅度占据屏幕7.2格。示波器的整体频率响应受两个因素约束,一个是示波器自身的频率响应,另一个是所用探头或电缆的频率响应。如果您使用的是一根1.5GHz带宽的BNC电缆,那么系统的整体带宽瓶颈就是这根BNC电缆,而不是示波器。探头和与探头相连的附件也是如此。由于探头和电缆本身也具有频...
校正滤波器有些示波器的频率响应完全是由其模拟前端滤波器决定的;另一些示波器的频响则是由模拟前端和实时校正滤波器共同决定。实时校正滤波器通常是用硬件DSP实现的,并且会针对不同示波器家族略有调整,目的是保证幅度和相位响应是平坦的。由于不存在完美的模拟前端滤波器,所以将实时校正滤波器与模拟前端滤波器的组合使用,示波器的幅度和频率相位响应更加平坦。在业内,较高质量的示波器一定会使用校正滤波器配合模拟前端滤波器,以保证频响的平坦度。频率响应的形状通常借助其滚降特征来体现。砖墙式频响受青睐,这是因为该频响对带外噪声抑制力强。需要注意一种极端情况,即被测信号的边沿速度很快,超过了示波器带宽的测量能力时,砖...
一项是信号完整性测试,特别是对于高速信号,信号完整性测试尤为关键。完整性的测试手段种类繁多,有频域,也有时域的,还有一些综合性的手段,比如误码测试。不管是哪一种测试手段,都存在这样那样的局限性,它们都只是针对某些特定的场景或者应用而使用。只有选择合适测试方法,才可以更好地评估产品特性。下面是常用的一些测试方法和使用的仪器。(1)波形测试使用示波器进行波形测试,这是信号完整性测试中常用的评估方法。主要测试波形幅度、边沿和毛刺等,通过测试波形的参数,可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求,有没有存在信号毛刺等。波形测试也要遵循一些要求,比如选择合适的示波器、测试探头以及制作...
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...
数据中心利用发射系统和接收系统之间的通道,可以准确有效地传递有价值的信息。如果通道性能不佳,就可能会导致信号完整性问题,并且影响所传数据的正确解读。因此,在开发通道设备和互连产品时,确保高度的信号完整性非常关键。测试、识别和解决导致设备信号完整性问题的根源,就成了工程师面临的巨大挑战。本文介绍了一些仿真和测量建议,旨在帮助您设计出具有优异信号完整性的设备。 • 通道仿真• 确定信号衰减的根本原因• 探索和设计信号完整性解决方案• 信号完整性测量分析 信号完整性分析方法信号完整性分析概述。天津信号完整性测试产品介绍我们现在看一个具体示例:图3中,两款示波器都已设置为800mV全屏显示。...
克服信号完整性问题随着数据传输速度的提高,信号完整性对于通道设备和互连产品越来越重要。为了确保您的设备具有出色的信号完整性,首先您要确定好希望获得的仿真结果,然后再将其与实际测量结果进行比较。接下来,结合信号分析技术(例如在示波器上显示的眼图)和仿真软件,即可找到导致信号衰减的根本原因。下一步就是确定合适的解决方案,使用软件和硬件来建立可靠的信号完整性工作流程。必须使用高质量的矢量网络分析仪(VNA),设置校准参考面以执行S参数测量,设置去嵌入参考面以正确移除夹具。测量结果将会包括准确的S参数和可靠的DUT特性。尽早解决信号完整性问题,您就可以优化电路设计,保证优异的设备性能和出色的价格优势。...
什么是信号完整性? 随着带宽范围提升,查看小信号或大信号的细微变化的需求增加,示波器自身的信号完整性的重要性已进一步提升。为什么信号完整性被视为示波器的关键指标?信号完整性对示波器整体测量精度的影响非常大,它对波形形状和测量结果准确性的影响会出乎您的想象。示波器性能取决于其自身信号完整性的良莠,比如说信号失真、噪声和损耗。自身的信号完整性高的示波器能够更好地显示被测信号的细节;反之,如果自身的信号完整性很差,示波器便无法准确反映被测信号。示波器自身信号完整性方面的差异直接影响到工程师能否高效地对设计进行深入分析、理解、调试和评估。示波器的信号完整性不佳,将对产品开发周期、产品质量以及...
当今的电子设计工程师可以分成两种,一种是已经遇到了信号完整性问题,一种是将要遇到信号完整性问题。对于未来的电子设备,频率越来越高,射频元器件越来越小,越来越集中化、模块化。因此电磁信号未来也会变得越来越密集,所以提前学习信号完整性和电源完整性相关的知识可能对于我们对于电路的设计更有益处吧。对信号完整性和电源完整性分析中常常分为五类问题:1、单信号线网的三种退化(反射、电抗,损耗)反射:一般都是由于阻抗不连续引起的,即没有阻抗匹配。反射系数=ZL-ZO/(ZL+ZO),其中ZO叫做特性阻抗,一般情况下中都为50Ω。为啥是50Ω,75Ω的的传输损耗小,33Ω的信道容量大,所以选择了他们...
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...
1.1.2奇异信号a.单位斜变信号。b.单位阶跃信号。c.单位冲激信号d.冲激偶信号。2.信号的运算在信号传输与处理过程中,往往需要进行信号的运算,主要包括移位、反褶与尺度、微分和积分及两信号相加或相乘。3.信号的分解a.直流分量与交流分量:信号平均值即信号的直流分量。交流分量为原信号去掉直流分量后的信号。表示为:f(t)=+b.偶分量与奇分量:任何信号都可以分为偶分量和奇分量。表示为f(t)=[f(t)+f(-t)]+[f(t)-f(-t)]c.脉冲分量:一个信号可以近似分解为许多脉冲分量之和。主要有两种情况,一是矩形窄脉冲分量,二是阶跌信号分量。d.实部分量与虚部分量:对于瞬时值为复数的信...
一致性达到了惊人的约8GHz。这表明,没有出现任何异常情况。没有出现任何超出两条耦合有损线正常行为的情况。在此例中,未被驱动的第二条线端接了50欧姆电阻,而模型的设置也与之匹配。我们看到,当一条单线用在一对线当中时,插入损耗上会出现反常的波谷,而当这条单线被隔离时,波谷并不会出现。通过场解算器我们证实了这一点,是相邻线的接近在某种程度上导致了波谷的产生。引起这种灾难性的行为效果并不反常,只是很微妙。我们可能花上几个星期的时间在新的板子上陆续测试一个个效果,试图找出影响此行为的原因。例如,我们可以改变耦合长度、线宽、间距、电介质厚度,甚至是介电常数和耗散因数,来探寻是什么影响了谐振频率。我们也可...
信号完整性是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中,一串二进制的信号流是通过电压(或电流)的波形来表示。然而,自然界的信号实际上都是模拟的,而非数字的,所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里,一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体,多种效应可以降低信号的可信度,这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务,在所有水平的电子封装和组装,例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中,都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主要有振铃(ringing)、串扰(cr...