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测试高速信号传输
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。 安徽HDMI测试高速信号传输高速信号传输距离与什么有关;
高速信号传输技术的复杂性
(1)与高速信号传输相关的理论及概念缺失在学术上,与高速信号传输相关的SI、PI和EMC理论、概念和技术相当完整和成熟。但是,高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失。大多数从事电子设计专业的工程师缺少SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,主要原因是在高等教育过程中缺少这些理论课程的教育和培训,在工作实践中也很少有相关专业理论、概念和技术的学习和培训。大多数高校还没有高速信号传输技术相关专业课程。大部分高校虽然设立电磁兼容性专业课程,但这些课程是专为电磁兼容专业的学生而设立的,课程的内容尤其是麦克斯韦方程的解算对于一般电子设计专业的学生来讲很高深,电子设计专业讲授的大多是逻辑设计和电子设计的相关课程。
①高速信号是需要对其传输线进行设计,以确保在传输过程中其波形失真度可以接受的那些信号。模拟信号传输都应该看作高速信号传输,数字信号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,该数字信号相对该传输线就是高速信号。
②信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是高速信号传输所涉及的三大支撑技术。
③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,需要为各种信号选择设计合适的信号传输通道,使得高速信号传输的电信号能够保形传输。
④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,选择和设计良好的电源转换装置、中远距电源供电中继电容器、近距电源供电中继电容器和电源信号传输通道是保证电源完整性的基本要求。
⑤电磁兼容性表示电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他电子系统和设备造成干扰 高速信号传输用串行还是并行;
传输线反射系数反射系数包含源-反射系数(SRC)和负载反射系数(LRC),源反射系数是源内阻和特征阻抗关系;负载反射系数是负载阻抗和传输线的关系。信号在传输的过程中如果遇到阻抗突变,就会产生反射,反射电压的大小和入射电压以及传输线的阻抗有关,如下图所示,假设传输线个区域的瞬时阻抗为Z1,第二个区域的瞬时阻抗为Z2。
则反射电压和入射电压的比值为:Vreflected/Vincident=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)范围为:-1到1。传输线不连续导致的多次反射:以末端开路做说明:下图是一个振铃现象产生的示例,信号源的内阻为10Ω,往外发送一个上升时间为1ns、幅值为1V的阶跃信号,经过一段15cm的50Ω传输线,在传输线末端开路测量。很容易得到,在传输线两侧的反射系数分别为-0.667和1,传输线末端的信号幅值。 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;安徽HDMI测试高速信号传输
高速信号传输工程化技术问题;安徽HDMI测试高速信号传输
克劳德高速数字信号测试实验室
③高速信号传输设计技术是数字电路设计工程师必须掌握的另一项基本技能。该设计技术主要解决高速信号传输问题,即在电路设计开发时采取一定的措施,使所有的电信号在发送、传输和接收过程中具有合乎其各自要求的波形失真度,使得信号接收器能够正确接收信号发送器产生的信号逻辑,也就是大家所说的高速信号传输正确性设计技术。
注意:
只研究高速信号传输相关内容,不涉及信号时序设计和高速电路散热设计。高速信号传输正确性需要满足以下三个方面的要求:
●信号发送器和信号接收器二者都正常工作;
●信号传输过程中信号无失真或有可以允许的失真;
●信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰。 安徽HDMI测试高速信号传输
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...