四川高速信号传输信号完整性测试

克劳德高速数字信号测试实验室

若要信号发送器和信号接收器正常工作，只需为它们提供完好的电源供给；若要信号传输过程中无失真或有可以允许的失真，则需要信号传输通道通畅（即后面所讲的传输线的特征阻抗具有相对的一致性）；若信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰，则需要对信号传输通道提供电磁屏蔽。

以上三个方面的技术分别涉及电源完整性、信号完整性和电磁兼容性技术。低速信号和高速信号传输对于信号传输通道有着不同的要求，就像普通火车和高速火车要求不同等级和质量的铁路、车站和环境一样，高速信号的传输必然要求更高等级和更高质量的信号传输线、供电系统和电磁屏蔽环境，以确保高速信号在发送端、传输路径和接收端的波形失真度方面在可控范围内，从而实现高速信号的正确发送、传输、接收和解码。 高速信号传输所涉及的个概念；四川高速信号传输信号完整性测试

特征阻抗一般有两种说法：

1、当信号传输时，本质微电磁波传输，此时伴随着电场和磁场，而阻抗被定义为电场和磁场的比值；

2、但信号传输时为高速信号，此时传输线非理想线，包含分布参数如电容、电感和电阻，此时对于信号来讲这些参数形成的阻抗就是瞬时阻抗值。微带线特性阻抗与输入阻抗和输出阻抗一致时，对信号传输比较好，此时不会发生反射。此时我们说传输线阻抗是连续的,不会发生反射。

阻抗不匹配

如果不匹配，将会导致信号反射问题，终引起过冲和下冲问题。

源端我们说一般叫做源端匹配，就算源端不匹配了在源端发生了反射，但是不会传到终端去；此时需要终端完全吸收掉，所以我们叫源端匹配，终端吸收。 四川高速信号传输信号完整性测试高速信号传输的三要素可知，信号的保形传输必须涉及以下三个方面的问题；

高速信号传输——电源完整性供电

电源系统完好性

供电传输线完好性

供电中继系统完好性

高速信号传输——电磁兼容

电磁兼容定义

（1）设备中的信号的传输都能够抵抗本设备的干扰和外部的干扰

（2）设备中的信号的传输都不应当产生能够干扰本设备和外部设备工作

高速信号的传输的工程化技术

系统级电磁屏蔽

信号级电磁屏蔽

各种信号或者供电传输线的电磁屏蔽

信号和电源的滤波的技术

系统级电磁屏蔽技术

（1）机箱屏蔽

（2）电缆屏蔽

（3）连接器屏蔽

信号级电磁屏蔽技术

把传输线上的信号作为电磁屏蔽信号（即干扰源）

2.3.1信号完整性的定义信号完整性，

英文为SignalIntegrity，简称SI，指信号在传输过程中，其波形保持不变或只在可容许范围内失真，不影响信号接收器对信号的正确接收和解码。信号完整性表示信号的质量在经过传输通道传输后仍保持相对良好的特性。我们以“河道中的波浪”类比信号传输通道上的电信号，以河道与“空中的水汽通道”组成的波浪传输通道类比信号传输通道，可以更直观地理解信号完整性的概念，虽然这个类比不是十分恰当。

一条河道连接上游和下游两个水库，平静的河流在河道中流淌，当上游水库的闸门突然被抬高（或压低）时，河流上游端的水位由于水库出水量的突然增加（或减少）而升高（或下降），水位的升高（或下降）变化形成一个一定形状的波浪，波浪沿着河道向下游移动，直到下游水库入口处。波浪在移动到下游水库入口处时，其形状有两种情况：一是波浪的形状与在上游水库出口处形成时的形状保持着一定程度的相似性，我们就认为波浪形状在移动过程中是良好的，是完整的；二是由于各种原因使得波浪的形状与形成时的形状有很大差别，我们就认为波浪的形状是不良好的，是不完整的。 高速信号传输技术与信号完整性、电源完整性和电磁兼容性技术的关系；

（4）保形传输保形传输是指电信号在传输通道上进行传输的过程中，其信号失真度被控制在一定范围内，使得信号接收器能够正确接收该信号。我们开发电子设备，其中一项重要工作是为所有的电信号设计合适的传输通道，以确保电信号在传输通道上进行保形传输。电子设计工程师在开发电子产品时，对于模拟信号传输，其设计目标是要确保模拟信号在传输过程中基本无失真；对于数字信号传输，其设计目标是要确保数字信号在传输过程中，其失真度保持在一定范围内，使得信号接收器能够正确识别。我们可以用交通运输作为类比来理解信号传输的概念。当谈到交通运输的概念时，我们不但显性地指明交通工具，如汽车、火车、高速列车或飞机，也隐性地提及与交通工具相对应的运输通道，如公路、铁路、高速铁路或空中航道。交通工具与运输通道构成完整的交通运输概念，脱离开交通工具谈论交通运输没有实际意义，脱离运输通道谈论交通运输也没有实际意义，如汽车运输是指汽车和与之对应的公路或高速公路，火车运输是指火车和与之对应的铁路，高铁运输是指高速火车和与之对应的高速铁路，飞机运输是指飞机和与之对应的空中航道。交通工具与运输通道是相互匹配的。高速信号通常采用什么形式传输；四川高速信号传输信号完整性测试

高速信号传输工程化技术问题；四川高速信号传输信号完整性测试

高速信号传输

串扰分析

由于频率的提高，传输线之间的串扰明显增大，对信号完整性也有很大的影响，可以通过仿真来预测、模拟，并采取措施加以改善。以CMOS信号为例建立仿真模型，如图6所示。在仿真时设置干扰信号的频率为66MHz的方波，扰者设置为零电平输入，通过调整两根线的间距和两线之间平行走线的长度来观察扰者接收端的波形。仿真结果如图7，分别为间距是203.2mm、406。4mm时的波形。

从仿真结果看出，两线间距为406.4mm时，串扰电平为200mV左右，203.2mm时为500mV左右。可见两线之间的间距越小串扰越大，所以在实际高速PCB布线时应尽量拉大传输线间距或在两线之间加地线来隔离。 四川高速信号传输信号完整性测试