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。 信号传输是否为高速信号传输;北京高速信号传输产品介绍
克劳德高速数字信号测试实验室
高速信号传输技术的内涵高速电信号传输设计与分析是电子设计工程师必须掌握的基本技能。电子产品处理器主频高至GHz、传输速率达到Gbps以上,高速信号的处理和传输要求电子设计工程师必须至少具备以下三项技能:
●高速逻辑时序设计;
●高速电路散热设计;
●高速信号传输设计。
①逻辑时序设计对于数字电路设计工程师而言,无论其开发的数字电路是所谓的低速数字电路,还是高速数字电路,都是基本的设计。电子工程师在进行时序设计时,有一个很重要的假设:数字逻辑信号传输没有失真。因此,逻辑时序设计更多的是考虑信号的逻辑运算、信号延时、信号的同步等因素。 校准高速信号传输联系人高速信号传输的原理和本质,综合考虑工程化因素;
2.3.1信号完整性的定义信号完整性,
英文为SignalIntegrity,简称SI,指信号在传输过程中,其波形保持不变或只在可容许范围内失真,不影响信号接收器对信号的正确接收和解码。信号完整性表示信号的质量在经过传输通道传输后仍保持相对良好的特性。我们以“河道中的波浪”类比信号传输通道上的电信号,以河道与“空中的水汽通道”组成的波浪传输通道类比信号传输通道,可以更直观地理解信号完整性的概念,虽然这个类比不是十分恰当。
一条河道连接上游和下游两个水库,平静的河流在河道中流淌,当上游水库的闸门突然被抬高(或压低)时,河流上游端的水位由于水库出水量的突然增加(或减少)而升高(或下降),水位的升高(或下降)变化形成一个一定形状的波浪,波浪沿着河道向下游移动,直到下游水库入口处。波浪在移动到下游水库入口处时,其形状有两种情况:一是波浪的形状与在上游水库出口处形成时的形状保持着一定程度的相似性,我们就认为波浪形状在移动过程中是良好的,是完整的;二是由于各种原因使得波浪的形状与形成时的形状有很大差别,我们就认为波浪的形状是不良好的,是不完整的。
高速信号的传输过程分析
在高速信号调试时工程师必须首先调试并验证其设计是否符合物理层规范。在此阶段,信号完整性(如眼图和抖动)是关键问题,很多这种验证和调试是通过使用伪随机码序列(PRBS)或循环测试码,并结合示波器及示波器厂家提供的串行数据眼图和抖动分析软件来完成的。在确保物理层信号质量没有问题后,串行信号从测试码变为8b/10b编码字符序列,此时系统级问题成为调试的重点,问题可能会出现在物理层-链路层域(涉及信号完整性和数据完整性的交叉领域)。这时,就需要对物理层信号实现解码分析。对于现代的高速串行系统,系统之间的协调工作显得更为突出,协议间的任何也会导致整个系统出现问题,因此分析物理层和链路层往往还是不够的,还必须要对系统的协议层进行分析,这时往往需要用到的协议分析仪。本文将为大家重点介绍力科示波器针对高速串行信号物理层、链路层和协议层的解决方案。
高速信号传输电路散热设计;
2.1.2数字信号的时域特性高速信号传输的主要研究内容是高速数字信号传输,因此,我们先以时钟信号为例,讨论数字信号在时域和频域中的特征。在时域中,时钟信号有两个重要的参数,即时钟周期和上升时间。图2.1说明了数字时钟信号的这两个特性。时钟信号波形
时钟周期就是时钟信号重复一次的时间间隔,在高速信号系统中,时钟信号的周期(Tclock)单位一般为纳秒(ns),频率为在1秒钟内时钟循环的次数,单位一般为赫兹(Hz),时钟频率与时钟周期是互为倒数的关系: 信号传输是否为高速信号传输,不但取决于数字信号的带宽波长;眼图测试高速信号传输配件
数字信号的传输速率和其传输通道的长度是高速信号传输的两个不可分割的组成部分;北京高速信号传输产品介绍
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。
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克劳德高速数字信号测试实验室 若要信号发送器和信号接收器正常工作,只需为它们提供完好的电源供给;若要信号传输过程中无失真或有可以允许的失真,则需要信号传输通道通畅(即后面所讲的传输线的特征阻抗具有相对的一致性);若信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰,则需要对信号传输通道提供电磁屏蔽。 以上三个方面的技术分别涉及电源完整性、信号完整性和电磁兼容性技术。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,就像普通火车和高速火车要求不同等级和质量的铁路、车站和环境一样,高速信号的传输必然要求更高等级和更高质量的信号传输线、供电系统和电磁屏蔽环境,以确保高速信号在发送端、传输路...