2.1.4電信號的傳輸速度
當(dāng)信號在傳輸通道中傳輸時(shí),信號路徑和信號回路之間就會產(chǎn)生電壓差,而這個(gè)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(shí)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(jìn)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。 高速信號的傳輸?shù)墓こ袒夹g(shù);山東高速信號傳輸多端口矩陣測試
高速信號和處理需要考慮三部分設(shè)計(jì):
高速邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)
高速電路散熱設(shè)計(jì)
高速信號傳輸設(shè)計(jì)
1、信號傳輸?shù)南嚓P(guān)概念
概念:電信號、傳輸通道、信號傳輸、保形傳輸
重點(diǎn):模擬信號可以看作“高速”信號,比較好整體不失真
數(shù)字信號失真度能夠被控制在一定的范圍內(nèi)。
2、數(shù)字信號的特點(diǎn):
(1)時(shí)域特點(diǎn):周期,和上升時(shí)間
(2)頻域特性:波形是時(shí)域的表現(xiàn),頻譜是頻域的表現(xiàn),通過傅里葉變換
(3)電信號的傳輸速度:與介質(zhì)常數(shù)有關(guān)
(4)信號完整性:SignalIntegrity
(5)電源完整性:PowerIntegrity
(6)電磁兼容性:ElectroMagneticCompatibility(EMC) 山東高速信號傳輸多端口矩陣測試數(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€(gè)不可分割的組成部分;
高速信號傳輸技術(shù)理論和概念繁多
對于大多數(shù)從事電子設(shè)計(jì)的工程師,由于沒有系統(tǒng)的電磁兼容、信號完整性和電源完整性技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)和培訓(xùn),往往接觸到許多眾說紛紜的有關(guān)高速信號傳輸方面的解釋,這些解釋往往為了說明SI、PI和EMC相關(guān)理論、概念和技術(shù),從不同的角度引入了很多概念和名詞。比如,是“地”的概念,就有安全地、結(jié)構(gòu)地、屏蔽地、數(shù)字地、模擬地、地平面、地信號等,而且這些地各有各的定義和用途。再比如,接“地”的方式也有很多要求,包括單點(diǎn)共地、多點(diǎn)共地、混合共地、數(shù)字地與模擬地分割、懸浮地等,它們有各自的特點(diǎn)和適用的場合。
這些概念和名詞對于專業(yè)從事電磁兼容、信號完整性和電源完整性專業(yè)的工程師來講或許不是問題,可能是對他們工程化技術(shù)方面的補(bǔ)充。但是,對于大多數(shù)電子設(shè)計(jì)工程師來講,這可能令他們眼花繚亂、無所適從,而且對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題,其往往不知道到底用什么概念去解釋和解決。
高速數(shù)字信號傳輸電路的設(shè)計(jì)與仿真
高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵在于保持信號的完整,而影響信號完整性(即信號質(zhì)量)的因素主要有傳輸線的長度、電阻匹配及電磁干擾、串?dāng)_等。設(shè)計(jì)過程中要保持信號的完整性必須借助一些仿真工具,仿真結(jié)果對PCB布線產(chǎn)生指導(dǎo)性意見,布線完成后再提取網(wǎng)絡(luò),對信號進(jìn)行布線后仿真,仿真沒有問題后才能送出加工。目前這樣的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是個(gè)簡單好用的工具,軟件中包含兩個(gè)工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布線設(shè)計(jì)前約束布線和各層的參數(shù)、設(shè)置時(shí)鐘的布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選擇元器件的速率、診斷信號完整性,并盡量避免電磁輻射及串?dāng)_等問題。BoardSim用于布線以后快速地分析設(shè)計(jì)中的信號完整性、電磁兼容性和串?dāng)_問題,生成串?dāng)_強(qiáng)度報(bào)告,區(qū)分并解決串?dāng)_問題。作者使用LineSim工具,對信號的阻抗匹配、傳輸線的長度、串?dāng)_進(jìn)行了仿真分析,并給出了指導(dǎo)性結(jié)論。 高速信號傳輸距離與介質(zhì)類型;
1.1.2高速信號傳輸?shù)慕缍?biāo)準(zhǔn)
高速信號傳輸所涉及的個(gè)概念和技術(shù),就是界定信號傳輸是高速信號傳輸還是低速信號傳輸。
從工程設(shè)計(jì)角度來看,高速信號可以定義為:需要對其傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì),以確保在傳輸過程中其波形失真度可以接受的那些信號。界定高速信號傳輸?shù)囊罁?jù)有以下兩條。
①對于模擬信號,所有模擬信號傳輸都應(yīng)該看作高速信號傳輸,因?yàn)槟M信號傳輸一般要求傳輸過程中具有很小的波形失真度。
②對于數(shù)字信號,通過分析,若設(shè)計(jì)該數(shù)字信號傳輸線需要考慮阻抗才能保證信號傳輸?shù)侥康奶幍氖д娑瓤山邮埽@種情況下的數(shù)字信號就是高速信號。 信號傳輸是否為高速信號傳輸,不但取決于數(shù)字信號的帶寬波長;PCI-E測試高速信號傳輸參考價(jià)格
高速信號傳輸技術(shù)的內(nèi)涵 高速信號和處理需要考慮三部分設(shè)計(jì);山東高速信號傳輸多端口矩陣測試
2)傳輸通道在本書中,傳輸通道專指電信號的有線傳輸通道。電信號的傳輸通道是指由電信號的傳輸路徑和其返回路徑共同構(gòu)成的線路。需要特別強(qiáng)調(diào)的是,傳輸通道包括信號的傳輸路徑線路和該信號的返回路徑線路兩個(gè)相互依存的部分,二者缺一不可。
(3)信號傳輸在本書中,信號傳輸專指電信號的信號傳輸。我們把電信號和它的傳輸通道一起稱為信號傳輸。對于信號傳輸?shù)母拍疃裕娦盘柡推鋫鬏斖ǖ朗窍嗷ヒ来娴?,二者缺一不可。脫離電信號的傳輸通道討論信號傳輸是無意義的,同樣地,脫離傳輸通道上的電信號討論信號傳輸也是無意義的,對高速信號傳輸來說更是如此。 山東高速信號傳輸多端口矩陣測試
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