2.4.2影响电源完整性的因素
良好的电源供电单元,类似良好的个人资金供给系统,应满足以下条件:
●电源转换装置必须能够提供稳定且功率充足的电源功率,否则受电器件会因得不到足够的电源功率而无法正常工作;
●中远距电源供电中继电容器必须能够存储足够的电源能量,并及时补充受电器件附近的近距电源供电中继电容器所消耗的能量;
●近距电源供电中继电容器必须能够为受电器件正常工作提供即时电源能量,满足器件内晶体管状态翻转所需瞬态变化的电流能量;
●供电单元有良好的电源信号传输通道,提供良好的电源传输。如果上述4个条件中的任一项不能得到满足,就会破坏电源供电单元的良好性,即电源的完整性得不到保证。因此电源完整性设计就是合理设计这些组成部分,以保证芯片电源端的电压波动维持在一个合理范围,并且供电电流充足,这样电源供电单元才具备电源完整性。 高速信号传输信号传输设计;山西高速信号传输维保
高速信号和处理需要考虑三部分设计:
高速逻辑时序设计
高速电路散热设计
高速信号传输设计
1、信号传输的相关概念
概念:电信号、传输通道、信号传输、保形传输
重点:模拟信号可以看作“高速”信号,比较好整体不失真
数字信号失真度能够被控制在一定的范围内。
2、数字信号的特点:
(1)时域特点:周期,和上升时间
(2)频域特性:波形是时域的表现,频谱是频域的表现,通过傅里叶变换
(3)电信号的传输速度:与介质常数有关
(4)信号完整性:SignalIntegrity
(5)电源完整性:PowerIntegrity
(6)电磁兼容性:ElectroMagneticCompatibility(EMC) 山西高速信号传输维保高速信号传输的界定标准;
高速信号传输技术理论和概念繁多
对于大多数从事电子设计的工程师,由于没有系统的电磁兼容、信号完整性和电源完整性技术专业学习和培训,往往接触到许多众说纷纭的有关高速信号传输方面的解释,这些解释往往为了说明SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,从不同的角度引入了很多概念和名词。比如,是“地”的概念,就有安全地、结构地、屏蔽地、数字地、模拟地、地平面、地信号等,而且这些地各有各的定义和用途。再比如,接“地”的方式也有很多要求,包括单点共地、多点共地、混合共地、数字地与模拟地分割、悬浮地等,它们有各自的特点和适用的场合。
这些概念和名词对于专业从事电磁兼容、信号完整性和电源完整性专业的工程师来讲或许不是问题,可能是对他们工程化技术方面的补充。但是,对于大多数电子设计工程师来讲,这可能令他们眼花缭乱、无所适从,而且对于产品设计中出现的问题,其往往不知道到底用什么概念去解释和解决。
2.4电源完整性的概念
2.4.1电源完整性的定义
电源信号是电信号的一个特例,因此,电源完整性是信号完整性的一个特例,电源信号在传输过程中同样具有完整性的问题。电源完整性,英文为PowerIntegrity,简称PI,指电源系统所产生的电源信号经供电传输线传输,到达受电器件电源输入管脚时,能够保证电压的波动量和电流的供给量满足受电器件正常工作的要求。电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好的特性,否则被供电的电路就不能正常工作。集成电路芯片,尤其是数字集成电路芯片,其工作的本质是内部晶体管状态的翻转,大量晶体管状态的翻转需要供电系统提供其所需要的瞬态变化量很大的电流,其所需的电源能量只能由电源供电单元所提供。以“个人资金供给系统”类比受电器件的电源供电单元,可以更直观地理解电源完整性的概念。 高速信号传输的依据有有那几条;
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,则该数字信号相对该传输线就是高速信号。值得注意的是,数字信号是否为高速信号,除了与信号的频率有关,还与传输它的线路长度有关。
注意
信号传输是否为高速信号传输,不但取决于数字信号的带宽波长(等价于数字信号的速率),还取决于信号传输线的长度。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。例如,传输速率为1Mbps的RS-422信号在双绞屏蔽电缆上传输时,信号带宽为5×1MHz。信号带宽波长λ为3×108÷(4)1/2÷(1×106×5)=30(m)。假设电缆材料的相对介电常数为4,只有当RS-422信号传输通道长度大于7.5m时,才可以被当作高速信号传输。 高速信号传输距离与介质类型;山西高速信号传输维保
高速信号传输距离与什么有关;山西高速信号传输维保
高速数字信号传输电路的设计与仿真
高速数字系统设计成功的关键在于保持信号的完整,而影响信号完整性(即信号质量)的因素主要有传输线的长度、电阻匹配及电磁干扰、串扰等。设计过程中要保持信号的完整性必须借助一些仿真工具,仿真结果对PCB布线产生指导性意见,布线完成后再提取网络,对信号进行布线后仿真,仿真没有问题后才能送出加工。目前这样的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是个简单好用的工具,软件中包含两个工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布线设计前约束布线和各层的参数、设置时钟的布线拓扑结构、选择元器件的速率、诊断信号完整性,并尽量避免电磁辐射及串扰等问题。BoardSim用于布线以后快速地分析设计中的信号完整性、电磁兼容性和串扰问题,生成串扰强度报告,区分并解决串扰问题。作者使用LineSim工具,对信号的阻抗匹配、传输线的长度、串扰进行了仿真分析,并给出了指导性结论。 山西高速信号传输维保
阻抗匹配高速数字信号的阻抗匹配非常关键,如果匹配不好,信号会产生较大的上冲和下冲现象,如果幅度超过了数字信号的阈值,就会产生误码。阻抗匹配有串行端接和并行端接两种,由于串行端接功耗低并且端接方便,实际工作中一般采用串行端接。以下利用Hyperlynx仿真工具对端接电阻的影响进行了分析。以74系列建立仿真IBIS模型如图1所示。仿真时选择一个发送端一个接收端,传输线为带状线,设置线宽0.2mm和介电常数为4.5(常用的FR4材料),使传输线的阻抗为51.7Ω。设置信号频率为50MHz的方波,串行端接电阻Rs分别取0Ω、33Ω和100Ω的情况,进行仿真分析,高速信号传输工程化技术内容;安徽HDMI...