克劳德高速数字信号测试实验室
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,会再次发生反射,信号与反射信号叠加在信号采集处,会影响采集器对信号的判断。由天线原理可知,如果反射点恰好处于信号某个有效谐波波长的1/4处,则在该段传输线上任意位置入射信号和反射信号的相位相同,电流方向相反,信号幅值叠加,该段传输线构成射频发射天线。因此,一般情况下,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时,该数字信号相对该传输线就是高速信号。 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;山西高速信号传输安装
特征阻抗一般有两种说法:
1、当信号传输时,本质微电磁波传输,此时伴随着电场和磁场,而阻抗被定义为电场和磁场的比值;
2、但信号传输时为高速信号,此时传输线非理想线,包含分布参数如电容、电感和电阻,此时对于信号来讲这些参数形成的阻抗就是瞬时阻抗值。微带线特性阻抗与输入阻抗和输出阻抗一致时,对信号传输比较好,此时不会发生反射。此时我们说传输线阻抗是连续的,不会发生反射。
阻抗不匹配
如果不匹配,将会导致信号反射问题,终引起过冲和下冲问题。
源端我们说一般叫做源端匹配,就算源端不匹配了在源端发生了反射,但是不会传到终端去;此时需要终端完全吸收掉,所以我们叫源端匹配,终端吸收。 山西高速信号传输安装高速喜好传输的传输速度;
传输线反射系数反射系数包含源-反射系数(SRC)和负载反射系数(LRC),源反射系数是源内阻和特征阻抗关系;负载反射系数是负载阻抗和传输线的关系。信号在传输的过程中如果遇到阻抗突变,就会产生反射,反射电压的大小和入射电压以及传输线的阻抗有关,如下图所示,假设传输线个区域的瞬时阻抗为Z1,第二个区域的瞬时阻抗为Z2。
则反射电压和入射电压的比值为:Vreflected/Vincident=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)范围为:-1到1。传输线不连续导致的多次反射:以末端开路做说明:下图是一个振铃现象产生的示例,信号源的内阻为10Ω,往外发送一个上升时间为1ns、幅值为1V的阶跃信号,经过一段15cm的50Ω传输线,在传输线末端开路测量。很容易得到,在传输线两侧的反射系数分别为-0.667和1,传输线末端的信号幅值。
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;
高速信号传输——电源完整性供电
电源系统完好性
供电传输线完好性
供电中继系统完好性
高速信号传输——电磁兼容
电磁兼容定义
(1)设备中的信号的传输都能够抵抗本设备的干扰和外部的干扰
(2)设备中的信号的传输都不应当产生能够干扰本设备和外部设备工作
高速信号的传输的工程化技术
系统级电磁屏蔽
信号级电磁屏蔽
各种信号或者供电传输线的电磁屏蔽
信号和电源的滤波的技术
系统级电磁屏蔽技术
(1)机箱屏蔽
(2)电缆屏蔽
(3)连接器屏蔽
信号级电磁屏蔽技术
把传输线上的信号作为电磁屏蔽信号(即干扰源)
高速信号传输技术的内涵 高速信号和处理需要考虑三部分设计;山西高速信号传输安装
高速信号传输所涉及的个概念;山西高速信号传输安装
(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。 山西高速信号传输安装
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...