克劳德高速数字信号测试实验室
②数字电路散热设计是数字电路设计工程师必备的第二项基本技能。一方面,数字集成电路的发展趋势是芯片的高集成度和小体积;另一方面,数字信号处理能力和速度在不断提升,必然带来数字电路功耗和热耗的增大。以上两方面的原因共同导致电路单位面积的热流密度增加。当热流密度增加到一定程度时,自然散热方式已经不能满足电路的散热需要,必须考虑并采取合适的散热措施,才能确保其在一定环境温度下正常工作。 高速信号传输距离与介质类型;云南PCI-E测试高速信号传输
数字信号的时域特性
例如,对于1GHz的理想方波,其幅值为1V,将其变换到频域中的频谱则描述如下:●个频率分量的频率是0,幅度为0.5V,这个分量描述了时域中的直流分量,称为零次谐波;●第二个频率分量的频率是1GHz,幅度为0.63V,这个分量称为一次谐波,一次谐波与零次谐波叠加,在时域中得到均值偏移为0.5V的正弦波。这与理想方波还有一定的差距;●第三个频率分量的频率是3GHz,幅度为0.21V,这个分量称为三次谐波,三次谐波和一次谐波、零次谐波的叠加结果再叠加,在时域中得到的信号波形顶端更平滑,更接近于方波,上升时间更短;……依次下去,将所有相继的高次谐波与前面已经叠加的结果叠加,得出的结果会越来越像方波,上升时间会越来越短。 吉林设备高速信号传输高速信号传输——信号完整性信号的回路 特征阻抗与反射;
2.4.2影响电源完整性的因素
良好的电源供电单元,类似良好的个人资金供给系统,应满足以下条件:
●电源转换装置必须能够提供稳定且功率充足的电源功率,否则受电器件会因得不到足够的电源功率而无法正常工作;
●中远距电源供电中继电容器必须能够存储足够的电源能量,并及时补充受电器件附近的近距电源供电中继电容器所消耗的能量;
●近距电源供电中继电容器必须能够为受电器件正常工作提供即时电源能量,满足器件内晶体管状态翻转所需瞬态变化的电流能量;
●供电单元有良好的电源信号传输通道,提供良好的电源传输。如果上述4个条件中的任一项不能得到满足,就会破坏电源供电单元的良好性,即电源的完整性得不到保证。因此电源完整性设计就是合理设计这些组成部分,以保证芯片电源端的电压波动维持在一个合理范围,并且供电电流充足,这样电源供电单元才具备电源完整性。
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。高速信号是需要对其传输线进行设计;
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。
高速信号传输的保形通道;云南PCI-E测试高速信号传输
高速喜好传输的传输速度;云南PCI-E测试高速信号传输
高速信号传输技术的复杂性
(1)与高速信号传输相关的理论及概念缺失在学术上,与高速信号传输相关的SI、PI和EMC理论、概念和技术相当完整和成熟。但是,高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失。大多数从事电子设计专业的工程师缺少SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,主要原因是在高等教育过程中缺少这些理论课程的教育和培训,在工作实践中也很少有相关专业理论、概念和技术的学习和培训。大多数高校还没有高速信号传输技术相关专业课程。大部分高校虽然设立电磁兼容性专业课程,但这些课程是专为电磁兼容专业的学生而设立的,课程的内容尤其是麦克斯韦方程的解算对于一般电子设计专业的学生来讲很高深,电子设计专业讲授的大多是逻辑设计和电子设计的相关课程。
云南PCI-E测试高速信号传输