1.1高速信號傳輸工程化技術(shù)問題
當前,無論是消費類電子產(chǎn)品、商用類電子產(chǎn)品,還是電子產(chǎn)品,其處理能力均達到了較高的水平,尤其是一些具有標志性的技術(shù)指標,如處理器主頻已經(jīng)達到GHz,其中的某些電信號傳輸速率已達到Gbps以上。如蘋果手機iPhoneX,搭載2.4GHz處理器和3GB內(nèi)存,提高了系統(tǒng)運行的效率,操作起來更加快速、便捷,其接口信號速率達到480Mbps;而蘋果筆記本MacBookPro,其處理器為六核IntelCPU,主頻達2.6GHz,以太網(wǎng)口信號傳輸速率可達1Gbps;又如航空機載顯示控制計算機,其處理器主頻一般為GHz級,DVI視頻信號傳輸速率高達1.65Gbps。 高速信號傳輸正確性需要滿足以下三個方面的要求;福建高速信號傳輸PCI-E測試
第二,如何進行DVI信號的PCB布線設(shè)計和電纜選擇,以保證信號在傳輸過程中保持其波形的失真在可容許的范圍內(nèi),即被稱為高速信號傳輸信號完整性的工程化技術(shù)。
第三,如何為DVI信號發(fā)生器和接收器芯片設(shè)計電源供電單元,以保證信號發(fā)生器和信號接收器能夠正常工作,且不影響其他共電源芯片的正常工作,即被稱為高速信號傳輸電源完整性的工程化技術(shù)。
第四,如何設(shè)計DVI信號傳輸線和屏蔽,以保證DVI信號在傳輸過程中具有一定程度的抗干擾能力,且不會對附近其他信號產(chǎn)生不可容許的干擾,即被稱為高速信號傳輸電磁兼容性的工程化技術(shù)。 福建高速信號傳輸PCI-E測試數(shù)字信號的傳輸速率和其傳輸通道的長度是高速信號傳輸?shù)膬蓚€不可分割的組成部分;
2.1.4電信號的傳輸速度
當信號在傳輸通道中傳輸時,信號路徑和信號回路之間就會產(chǎn)生電壓差,而這個電壓又使信號傳輸通道的兩導(dǎo)線之間產(chǎn)生電場;信號在傳輸通道上傳輸,信號傳輸通道的兩導(dǎo)線上存在電流,電流產(chǎn)生磁場,而且信號上升沿或下降沿位置存在交流分量,交流分量產(chǎn)生交變的電場和交變的磁場。
電信號的傳輸實際上是通過在信號路徑和信號回路之間和周圍的介質(zhì)中建立交變電場和磁場并通過電磁場傳播而進行的,并非電子在導(dǎo)體的定向移動。
提示 電子在導(dǎo)體中的定向移動速度不超過1米/秒。電磁波在真空中的傳播速度Vv為30萬千米每秒(12in/ns),在介質(zhì)中的傳播速度是在真空中的速度除以傳輸通道中介質(zhì)的介電常數(shù)的平方根。
克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室
若要信號發(fā)送器和信號接收器正常工作,只需為它們提供完好的電源供給;若要信號傳輸過程中無失真或有可以允許的失真,則需要信號傳輸通道通暢(即后面所講的傳輸線的特征阻抗具有相對的一致性);若信號在傳輸過程中無干擾或有可以容許的干擾,則需要對信號傳輸通道提供電磁屏蔽。
以上三個方面的技術(shù)分別涉及電源完整性、信號完整性和電磁兼容性技術(shù)。低速信號和高速信號傳輸對于信號傳輸通道有著不同的要求,就像普通火車和高速火車要求不同等級和質(zhì)量的鐵路、車站和環(huán)境一樣,高速信號的傳輸必然要求更高等級和更高質(zhì)量的信號傳輸線、供電系統(tǒng)和電磁屏蔽環(huán)境,以確保高速信號在發(fā)送端、傳輸路徑和接收端的波形失真度方面在可控范圍內(nèi),從而實現(xiàn)高速信號的正確發(fā)送、傳輸、接收和解碼。 信號傳輸是否為高速信號傳輸;
2.3.1信號完整性的定義信號完整性,
英文為SignalIntegrity,簡稱SI,指信號在傳輸過程中,其波形保持不變或只在可容許范圍內(nèi)失真,不影響信號接收器對信號的正確接收和解碼。信號完整性表示信號的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸通道傳輸后仍保持相對良好的特性。我們以“河道中的波浪”類比信號傳輸通道上的電信號,以河道與“空中的水汽通道”組成的波浪傳輸通道類比信號傳輸通道,可以更直觀地理解信號完整性的概念,雖然這個類比不是十分恰當。
一條河道連接上游和下游兩個水庫,平靜的河流在河道中流淌,當上游水庫的閘門突然被抬高(或壓低)時,河流上游端的水位由于水庫出水量的突然增加(或減少)而升高(或下降),水位的升高(或下降)變化形成一個一定形狀的波浪,波浪沿著河道向下游移動,直到下游水庫入口處。波浪在移動到下游水庫入口處時,其形狀有兩種情況:一是波浪的形狀與在上游水庫出口處形成時的形狀保持著一定程度的相似性,我們就認為波浪形狀在移動過程中是良好的,是完整的;二是由于各種原因使得波浪的形狀與形成時的形狀有很大差別,我們就認為波浪的形狀是不良好的,是不完整的。 高速信號傳輸?shù)膫鬏斖ǖ?;河南高速信號傳輸代理品?/p>
高速信號傳輸技術(shù)與信號完整性、電源完整性和電磁兼容性技術(shù)的關(guān)系;福建高速信號傳輸PCI-E測試
阻抗匹配高速數(shù)字信號的阻抗匹配非常關(guān)鍵,如果匹配不好,信號會產(chǎn)生較大的上沖和下沖現(xiàn)象,如果幅度超過了數(shù)字信號的閾值,就會產(chǎn)生誤碼。阻抗匹配有串行端接和并行端接兩種,由于串行端接功耗低并且端接方便,實際工作中一般采用串行端接。以下利用Hyperlynx仿真工具對端接電阻的影響進行了分析。以74系列建立仿真IBIS模型如圖1所示。仿真時選擇一個發(fā)送端一個接收端,傳輸線為帶狀線,設(shè)置線寬0.2mm和介電常數(shù)為4.5(常用的FR4材料),使傳輸線的阻抗為51.7Ω。設(shè)置信號頻率為50MHz的方波,串行端接電阻Rs分別取0Ω、33Ω和100Ω的情況,進行仿真分析,福建高速信號傳輸PCI-E測試
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