文档介绍：什么是高速数字信号?
高速数字信号由信号的边沿速度决定,一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号,而高频信号是针对信号频率而言的。高速电路涉及信号分析、传输线、模拟电路的知识。错误的概念是:8KHz帧信号为低速信号。多高的频率才算高速信号?
当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号.
对于数字电路,关键是看信号的边沿陡峭程度,即信号的上升、下降时间,信号从10%上升到90%的时间小于6倍导线延时,就是高速信号!
即使8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线理论。
信号完整性研究:什么是信号完整性?
时间:2009-03-11 20:18来源:sig007 作者:于博士点击: 1813次
信号完整性主要是指信号在信号线上传输的质量,当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时,该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时,就出现了信号完整性问题,信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。一般认为,当系统工作在50MHz时,就会产生信号完整性问题,而随着系统和器件频率的不断攀升,信号完整性的问题也就愈发突出。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全不能正常工作。
什么是信号完整性(Singnal Integrity)?
信号完整性(Singnal Integrity)是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。信号具有良好的信号完整性(Singnal Integrity)是指当在需要的时候,具有所必须达到的电压电平数值。主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。常见信号完整性问题及解决方法:
问题可能原因解决方法其他解决方法
过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源
直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接,重新布线或检查地平面
过大的串扰线间耦合过大使用上升时间缓慢的发送驱动器使用能提供更大驱动电流的驱动源
时延太大传输线距离太长替换或重新布线, 检查串行端接头使用阻抗匹配的驱动源, 变更布线策略
振荡阻抗不匹配在发送端串接阻尼电阻
2、什么是串扰(crosstalk)?
串扰(crosstalk)是指在两个不同的电性能之间的相互作用。产生串扰(crosstalk)被称为Aggressor,而另一个收到干扰的被称为 Victim。通常,一个网络既是Aggressor(入侵者),又是Victim(受害者)。振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象(伴有地平面回路),串扰则是由同一PCB板上的两条信号线与地平面引起的,故也称为三线系统。串扰是两条信号线之间的耦合,信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流,而感性耦合引发耦合电压。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
3、什么是电磁兼容(EMI)?
电磁干扰(ioc Interference),或者电磁兼容性(EMI),是从一个传输线(transmission line)(例如电缆、导线或封装的管脚)得到的具有天线特性的结果。印制电路板、集成电路和许多电缆发射并影响电磁兼容性(EMI)的问题。FCC定义了对于一定的频率的最大发射的水平(例如应用于飞行控制器领域)。
4、在时域(time domain)和频域(frequency domain)之间又什么不同?
时域(time domain)是一个波形的示波器观察,它通常用于找出管脚到管脚的延时(delays)、偏移(skew)、过冲(overshoot)、下冲(undershoot)以及设置时间(setting times)。频域(frequency domain)是一个波形的频谱分析议的观察,它通常用于波形与频谱分析议的观察、和其他EMI控制限制之间的比较。(有一个比喻,它就象收音机――你在时域(time domain)中听见,但是你要找到你喜欢的电台是在频域(frequency domain)内。)
5、什么是传输线(transmission line)?
传输线(transmission line)是一个网络(导线),并且它的电流返回的地和电源。电路板上的导线具有电阻、电容和电感等电气特性。在高频电路设计中,电路板线路上的电容和电感会使导线等效于一条传输线。传输线是所有导体及其接地回路的总和。
6、什么是阻抗(impedance)?
阻抗(Impedance)是传输线(transmission line)上输入电压对输入电流地