由天線原理可知,如果反射點(diǎn)恰好處于信號(hào)某個(gè)有效諧波波長(zhǎng)的1/4處,則在該段傳輸線上任意位置入射信號(hào)和反射信號(hào)的相位相同,電流方向相反,信號(hào)幅值疊加,該段傳輸線構(gòu)成射頻發(fā)射天線。因此,一般情況下,如果其傳輸線長(zhǎng)度大于該數(shù)字信號(hào)有效比較高諧波(一般為基頻的3~5倍)波長(zhǎng)的1/4時(shí),則該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線就是高速信號(hào)。值得注意的是,數(shù)字信號(hào)是否為高速信號(hào),除了與信號(hào)的頻率有關(guān),還與傳輸它的線路長(zhǎng)度有關(guān)。
注意
信號(hào)傳輸是否為高速信號(hào)傳輸,不但取決于數(shù)字信號(hào)的帶寬波長(zhǎng)(等價(jià)于數(shù)字信號(hào)的速率),還取決于信號(hào)傳輸線的長(zhǎng)度。數(shù)字信號(hào)的傳輸速率和其傳輸通道的長(zhǎng)度是高速信號(hào)傳輸?shù)膬蓚€(gè)不可分割的組成部分。例如,傳輸速率為1Mbps的RS-422信號(hào)在雙絞屏蔽電纜上傳輸時(shí),信號(hào)帶寬為5×1MHz。信號(hào)帶寬波長(zhǎng)λ為3×108÷(4)1/2÷(1×106×5)=30(m)。假設(shè)電纜材料的相對(duì)介電常數(shù)為4,只有當(dāng)RS-422信號(hào)傳輸通道長(zhǎng)度大于7.5m時(shí),才可以被當(dāng)作高速信號(hào)傳輸。 數(shù)字信號(hào)是否為高速信號(hào),除了與信號(hào)的頻率有關(guān),還與傳輸它的線路長(zhǎng)度有關(guān);PCI-E測(cè)試高速信號(hào)傳輸銷售電話
2.2高速信號(hào)傳輸相關(guān)的三個(gè)方面
上面已經(jīng)討論過,高速信號(hào)傳輸研究的主要目的是解決信號(hào)保形傳輸問題,由信號(hào)傳輸?shù)娜乜芍盘?hào)的保形傳輸必須涉及以下三個(gè)方面的問題:
●保證信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器正常工作;
●保證信號(hào)傳輸過程中信號(hào)無失真或有可以允許的失真;
●保證信號(hào)在傳輸過程中無干擾或有可以容許的干擾。
如何設(shè)計(jì)電源系統(tǒng),以提供電流相對(duì)充足、電壓相對(duì)穩(wěn)定的電源給受電器件(信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器);如何控制傳輸通道各段的阻抗,以使其具有相對(duì)的一致性;如何設(shè)計(jì)電磁屏蔽,以控制電磁干擾性和電磁敏感性,保證信號(hào)能夠被信號(hào)接收器正確解碼。以上這三個(gè)方面是高速信號(hào)傳輸技術(shù)涉及的研究?jī)?nèi)容,它們分別被稱為電源完整性、信號(hào)完整性和電磁兼容性,是高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)的三大支撐技術(shù),三者缺一不可。 設(shè)備高速信號(hào)傳輸檢修高速信號(hào)傳輸研究的主要目的是解決信號(hào)保形傳輸問題;
高速信號(hào)傳輸
串?dāng)_分析
由于頻率的提高,傳輸線之間的串?dāng)_明顯增大,對(duì)信號(hào)完整性也有很大的影響,可以通過仿真來預(yù)測(cè)、模擬,并采取措施加以改善。以CMOS信號(hào)為例建立仿真模型,如圖6所示。在仿真時(shí)設(shè)置干擾信號(hào)的頻率為66MHz的方波,擾者設(shè)置為零電平輸入,通過調(diào)整兩根線的間距和兩線之間平行走線的長(zhǎng)度來觀察擾者接收端的波形。仿真結(jié)果如圖7,分別為間距是203.2mm、406。4mm時(shí)的波形。
從仿真結(jié)果看出,兩線間距為406.4mm時(shí),串?dāng)_電平為200mV左右,203.2mm時(shí)為500mV左右。可見兩線之間的間距越小串?dāng)_越大,所以在實(shí)際高速PCB布線時(shí)應(yīng)盡量拉大傳輸線間距或在兩線之間加地線來隔離。
①高速信號(hào)是需要對(duì)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(hào)。模擬信號(hào)傳輸都應(yīng)該看作高速信號(hào)傳輸,數(shù)字信號(hào)如果其傳輸線長(zhǎng)度大于該數(shù)字信號(hào)有效比較高諧波(一般為基頻的3~5倍)波長(zhǎng)的1/4,該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線就是高速信號(hào)。
②信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性是高速信號(hào)傳輸所涉及的三大支撐技術(shù)。
③信號(hào)完整性表示信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸通道傳輸后仍保持相對(duì)良好,需要為各種信號(hào)選擇設(shè)計(jì)合適的信號(hào)傳輸通道,使得高速信號(hào)傳輸?shù)碾娦盘?hào)能夠保形傳輸。
④電源完整性表示信電源信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過傳輸后仍保持相對(duì)良好,選擇和設(shè)計(jì)良好的電源轉(zhuǎn)換裝置、中遠(yuǎn)距電源供電中繼電容器、近距電源供電中繼電容器和電源信號(hào)傳輸通道是保證電源完整性的基本要求。
⑤電磁兼容性表示電子系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作,同時(shí)不對(duì)其他電子系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾 高速信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)概念;
(4)保形傳輸保形傳輸是指電信號(hào)在傳輸通道上進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中,其信號(hào)失真度被控制在一定范圍內(nèi),使得信號(hào)接收器能夠正確接收該信號(hào)。我們開發(fā)電子設(shè)備,其中一項(xiàng)重要工作是為所有的電信號(hào)設(shè)計(jì)合適的傳輸通道,以確保電信號(hào)在傳輸通道上進(jìn)行保形傳輸。電子設(shè)計(jì)工程師在開發(fā)電子產(chǎn)品時(shí),對(duì)于模擬信號(hào)傳輸,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是要確保模擬信號(hào)在傳輸過程中基本無失真;對(duì)于數(shù)字信號(hào)傳輸,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是要確保數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中,其失真度保持在一定范圍內(nèi),使得信號(hào)接收器能夠正確識(shí)別。我們可以用交通運(yùn)輸作為類比來理解信號(hào)傳輸?shù)母拍?。?dāng)談到交通運(yùn)輸?shù)母拍顣r(shí),我們不但顯性地指明交通工具,如汽車、火車、高速列車或飛機(jī),也隱性地提及與交通工具相對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸通道,如公路、鐵路、高速鐵路或空中航道。交通工具與運(yùn)輸通道構(gòu)成完整的交通運(yùn)輸概念,脫離開交通工具談?wù)摻煌ㄟ\(yùn)輸沒有實(shí)際意義,脫離運(yùn)輸通道談?wù)摻煌ㄟ\(yùn)輸也沒有實(shí)際意義,如汽車運(yùn)輸是指汽車和與之對(duì)應(yīng)的公路或高速公路,火車運(yùn)輸是指火車和與之對(duì)應(yīng)的鐵路,高鐵運(yùn)輸是指高速火車和與之對(duì)應(yīng)的高速鐵路,飛機(jī)運(yùn)輸是指飛機(jī)和與之對(duì)應(yīng)的空中航道。交通工具與運(yùn)輸通道是相互匹配的。高速信號(hào)傳輸正確性需要滿足以下三個(gè)方面的要求;設(shè)備高速信號(hào)傳輸檢修
高速信號(hào)傳輸距離與什么有關(guān);PCI-E測(cè)試高速信號(hào)傳輸銷售電話
2.1.5高速信號(hào)傳輸?shù)慕缍?
高速信號(hào)可以定義為:需要對(duì)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(hào)。界定高速信號(hào)傳輸?shù)囊罁?jù)有以下兩條。
①對(duì)于模擬信號(hào),所有模擬信號(hào)傳輸都應(yīng)該看作高速信號(hào)傳輸,因?yàn)槟M信號(hào)傳輸一般要求傳輸過程中具有很小的波形失真度。
②對(duì)于數(shù)字信號(hào),通過分析,若設(shè)計(jì)該數(shù)字信號(hào)傳輸線時(shí)需要考慮阻抗才能保證信號(hào)傳輸?shù)侥康奶幍氖д娑瓤山邮埽瑒t這種情況下的數(shù)字信號(hào)就是高速信號(hào)。其原因在于:對(duì)應(yīng)某個(gè)數(shù)字信號(hào),如果其傳輸線設(shè)計(jì)不當(dāng)而在某些位置出現(xiàn)阻抗突變,則信號(hào)在此處會(huì)發(fā)生反射,反射的信號(hào)向著與信號(hào)傳輸方向相反的方向傳輸,若再遇到阻抗突變處,則再次反射,與剛好傳到此處的信號(hào)S進(jìn)行疊加,此疊加的信號(hào)沿信號(hào)傳輸方向傳輸,到達(dá)信號(hào)采集處,影響采集器對(duì)S信號(hào)的判斷。若其可能產(chǎn)生的信號(hào)反射疊加在后續(xù)的信號(hào)上,則會(huì)影響后續(xù)信號(hào)接收的正確性。
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