高速信号传输联系人

克劳德高速数字信号测试实验室

  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。 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；高速信号传输联系人

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③高速信号传输设计技术是数字电路设计工程师必须掌握的另一项基本技能。该设计技术主要解决高速信号传输问题，即在电路设计开发时采取一定的措施，使所有的电信号在发送、传输和接收过程中具有合乎其各自要求的波形失真度，使得信号接收器能够正确接收信号发送器产生的信号逻辑，也就是大家所说的高速信号传输正确性设计技术。

注意：

只研究高速信号传输相关内容，不涉及信号时序设计和高速电路散热设计。高速信号传输正确性需要满足以下三个方面的要求：

●信号发送器和信号接收器二者都正常工作；

●信号传输过程中信号无失真或有可以允许的失真；

●信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰。 自动化高速信号传输检查高速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；

（1）电源完整性技术信号发生器产生波形完好的信号，信号接收器接收信号并正确解码，都要具备一个必要条件：信号发生器电路和信号接收器电路的各电源供电正常，电路所需的各种电源电压稳定、功率充足。这就是电源完整性技术研究的主要内容。

（2）信号完整性技术信号从信号发送器端经信号传输路径到达信号接收器，信号波形要保持不变或只具有可容许范围的失真度，需要设计和选择合适的信号传输线，为信号的保形传输提供良好的信号传输通道。这是信号完整性技术研究的主要内容。

（3）电磁兼容性技术信号在传输的过程中，既要减少对附近其他信号的电磁干扰，又要提高扰能力，也就是说，既要保证信号传输不扰或只收到可容许的电磁干扰而能够保形传输，又要减少本信号传输产生的电磁干扰在可容许的范围内，为附近其他信号传输提供良好的电磁环境。这是电磁兼容性技术研究的主要内容。

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。

数字信号是否为高速信号，除了与信号的频率有关，还与传输它的线路长度有关；

在实际的PCB布线时，如果由于产品结构的需要，不能缩短信号线长度时，应采用差分信号传输。差分信号有很强的抗共模干扰能力，能延长传输距离。差分信号有很多种，如ECL、PECL、LVDS等，表1列出LVDS相对于ECL、PECL系统的主要特点。LVDS的恒流源模式低摆幅输出使得LVDS能高速驱动，对于点到的连接，传输速率可达800Mbps，同时LVDS低噪声、低功耗，连接方便，实际中使用较多。LVDS的驱动器由一个通常为3.5mA的恒流源驱动对差分信号线组成。接收端有一个高的直流输入阻抗，几科全部的驱动电流流经10Ω的终端电阻，在接收器输入端产生约350mV电压。当驱动状态反转时，流经电阻的电流方向改变，此时在接收端产生有效的逻辑状态。图5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信号转换成差分信号，进行长距离传输的波形图。在仿真时设置仿真频率为66MHz理想方波，传输距离为508mm，差分对终端接100Ω负载匹配传输线的差分阻抗。从仿真结果看，LVDS接收端的波形除了有延迟外，波形保持完好。高速信号传输——电源完整性；自动化高速信号传输检查

高速信号传输代替高速信号设计的概念或高速电路设计的概念才能正确处理信号的保形传输问题？高速信号传输联系人

2.1.5高速信号传输的界定

高速信号可以定义为：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。界定高速信号传输的依据有以下两条。

①对于模拟信号，所有模拟信号传输都应该看作高速信号传输，因为模拟信号传输一般要求传输过程中具有很小的波形失真度。

②对于数字信号，通过分析，若设计该数字信号传输线时需要考虑阻抗才能保证信号传输到目的处的失真度可接受，则这种情况下的数字信号就是高速信号。其原因在于：对应某个数字信号，如果其传输线设计不当而在某些位置出现阻抗突变，则信号在此处会发生反射，反射的信号向着与信号传输方向相反的方向传输，若再遇到阻抗突变处，则再次反射，与刚好传到此处的信号S进行叠加，此叠加的信号沿信号传输方向传输，到达信号采集处，影响采集器对S信号的判断。若其可能产生的信号反射叠加在后续的信号上，则会影响后续信号接收的正确性。

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