高速数字信号传输电路的设计与仿真
高速数字系统设计成功的关键在于保持信号的完整,而影响信号完整性(即信号质量)的因素主要有传输线的长度、电阻匹配及电磁干扰、串扰等。设计过程中要保持信号的完整性必须借助一些仿真工具,仿真结果对PCB布线产生指导性意见,布线完成后再提取网络,对信号进行布线后仿真,仿真没有问题后才能送出加工。目前这样的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是个简单好用的工具,软件中包含两个工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布线设计前约束布线和各层的参数、设置时钟的布线拓扑结构、选择元器件的速率、诊断信号完整性,并尽量避免电磁辐射及串扰等问题。BoardSim用于布线以后快速地分析设计中的信号完整性、电磁兼容性和串扰问题,生成串扰强度报告,区分并解决串扰问题。作者使用LineSim工具,对信号的阻抗匹配、传输线的长度、串扰进行了仿真分析,并给出了指导性结论。 高速信号是需要对其传输线进行设计;数字信号高速信号传输价目表
①理解电阻、电感、电容等特性,其本质就是对电流、电流变化和电压变化具有的抵抗力,以及电阻器、电感器、电容器几种器件不仅具有主特性,在高速信号传输电路中还表现出其他的特性。
②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,以及高速信号传输技术与信号完整性、电源完整性和电磁兼容性技术的关系。
③认识信号传输线、供电传输线、信号回路、供电回路、信号传输线的特征阻抗、供电中继电容器等概念和意义,并纠正对地、屏蔽、信号回路几个概念的误解。
④了解信号类型、电源类型、信号传输线类型及其适合传输的信号类型、电源传输线类型及其适合传输的电源类型、供电中继电容器类型,以及各种信号传输线和电源传输线的屏蔽效能对比。实际上,掌握了这些,我们就从本质上了解了高速信号传输的原理和本质,综合考虑工程化因素(如产品成本、可制造性和可实现性等),结合使用相关的设计、仿真和测试工具,就可以很轻松地进行高速信号传输设计和问题的分析。 甘肃高速信号传输检修高速信号传输用串行还是并行;
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。
数字信号的时域特性
例如,一个周期为T=25ns的时钟信号,其时钟频率为f=1/25ns=0.04GHz=40MHz。信号的上升时间通常定义为信号从终值的10%跃变到90%所经历的时间,又称之为10~90上升时间。信号的下降时间定义为从终值的90%跃变到10%所经历的时间。2.1.3数字信号的频域特性任何一个信号都可以由一组正弦波组合而成,在数学上可以将信号波形的数学描述通过傅里叶变换转换为一组正弦波,每一个正弦波称为信号的一个频率分量,每一个频率分量都有相关的幅度和相位,我们把所有这些频率值及其幅度值的称为信号的频谱。信号的波形是时域的表现,信号的频谱是频域的表现,把时域信号以信号的频谱表示称为信号的时域—频域变换,即傅里叶变换。如果我们知道信号的频谱,要观察它的时域波形,只需将每个频率分量变换成它的时域正弦波,再将其全部叠加即可,这个过程称为傅里叶逆变换。
高速信号传输技术理论和概念繁多;
信号完整性之反射
反射(reflection)信号传输模型
Sin为信号源/驱动源,R1为内阻;R2为源端匹配电阻,一般是33/50R;R1+R2我们称为源端阻抗。R3为终端匹配,一般是50欧,有时会上拉到电源,R3和终端及内阻阻抗并联值称为终端阻抗。微带线特性阻抗/特征阻抗,如果这条传输线是一条均匀的传输线,它在每一个位置的瞬时阻抗都是相同的,我们把这个固定的阻抗值叫做传输线的特征阻抗。而瞬时阻抗值的就是当信号在微带线上传输时,每时每刻所感受到的信号阻抗就是瞬时阻抗,瞬时阻抗可以等于特征阻抗,当然也可以不等于,但是只要是在允许公差范围就影响不大叫做特征阻抗。
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;甘肃高速信号传输检修
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;数字信号高速信号传输价目表
高速信号传输不正确是电子产品研制过程中经常遇到的问题。例如,产品在调试过程中,某个(些)信号的波形或时序与设计结果略有差异,从而导致产品无法工作或工作状态不稳定;或者产品上电时似乎受到外界莫名其妙的干扰时好时坏;或是产品工作稳定了,却干扰其他电子设备正常工作,或做电磁兼容测试时,不能通过某些电磁兼容测试项目;更多的情况是,某台产品同时出现以上两种或两种以上现象。事实上,信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是电子产品走向用户之前必须达到的基本性能,否则产品要么无法稳定工作,要么可能干扰其他电子产品,或可能受到其他电子产品的干扰而无法正常工作。数字信号高速信号传输价目表
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