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。 高速信号传输的相关概念;河南高速信号传输DDR测试
高速信号传输
《高速信号传输》是高速信号传输应用领域享誉国际的经典教材与工具书。高速数字设计重在研究基本的电路结构,而高速信号传输则重在研究传输线如何达到其速度和距离的极限问题。内容涉及不同传输线参数的基本理论,包括趋肤效应、邻近效应、介质损耗和表面粗糙度,以及适用于所有导体媒质的通用频域响应模型;由频域传递函数计算时域波形;特殊传输媒质,包括单端PCB引线、差分媒质、通用建筑布线标准、非屏蔽双绞线对、150欧姆屏蔽双绞线对、同轴电缆及光纤;时钟分布的各种问题;采用Spice模型和IBIS模型进行仿真的限制。 青海多端口矩阵测试高速信号传输信号传输是否为高速信号传输;
(4)保形传输保形传输是指电信号在传输通道上进行传输的过程中,其信号失真度被控制在一定范围内,使得信号接收器能够正确接收该信号。我们开发电子设备,其中一项重要工作是为所有的电信号设计合适的传输通道,以确保电信号在传输通道上进行保形传输。电子设计工程师在开发电子产品时,对于模拟信号传输,其设计目标是要确保模拟信号在传输过程中基本无失真;对于数字信号传输,其设计目标是要确保数字信号在传输过程中,其失真度保持在一定范围内,使得信号接收器能够正确识别。我们可以用交通运输作为类比来理解信号传输的概念。当谈到交通运输的概念时,我们不但显性地指明交通工具,如汽车、火车、高速列车或飞机,也隐性地提及与交通工具相对应的运输通道,如公路、铁路、高速铁路或空中航道。交通工具与运输通道构成完整的交通运输概念,脱离开交通工具谈论交通运输没有实际意义,脱离运输通道谈论交通运输也没有实际意义,如汽车运输是指汽车和与之对应的公路或高速公路,火车运输是指火车和与之对应的铁路,高铁运输是指高速火车和与之对应的高速铁路,飞机运输是指飞机和与之对应的空中航道。交通工具与运输通道是相互匹配的。
影响电源完整性的因素
因此,电信号的传输速度是交变电场和磁场在介质中的建立和传播速度,与介质的介电常数的平方根成反比,即空气的介电常数约为1,大多数印制板绝缘层材料的介电常数约为4,如果电磁场的一部分在PCB内部,一部分在空气中,信号的传输速度则由空气和印制板绝缘材料混合介电常数决定,混合介电常数要小于PCB绝缘材料的介电常数。如果电信号传输线的信号路径在PCB内部,则信号的传播速度约为6英寸每纳秒。如果传输线的信号路径在印制板的表层,信号传输速度大于信号路径在印制板内部的信号传输速度 高速信号传输的依据有有那几条;
①高速信号是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。模拟信号传输都应该看作高速信号传输,数字信号如果其传输线长度大于该数字信号有效比较高谐波(一般为基频的3~5倍)波长的1/4,该数字信号相对该传输线就是高速信号。
②信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是高速信号传输所涉及的三大支撑技术。
③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,需要为各种信号选择设计合适的信号传输通道,使得高速信号传输的电信号能够保形传输。
④电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好,选择和设计良好的电源转换装置、中远距电源供电中继电容器、近距电源供电中继电容器和电源信号传输通道是保证电源完整性的基本要求。
⑤电磁兼容性表示电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他电子系统和设备造成干扰 高速信号传输相关的三个方面;信息化高速信号传输调试
高速信号传输的信号完整性;河南高速信号传输DDR测试
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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。 河南高速信号传输DDR测试
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...