湖南信號(hào)完整性分析故障

傳輸線理論基礎(chǔ)與特征阻抗

傳輸線理論實(shí)際是把電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電路的分析來(lái)簡(jiǎn)化分析的手段，分布式元件的傳輸線 電路模型傳輸線由一段的RLGC元件組成。

為了更簡(jiǎn)便地分析傳輸線，引入特征阻抗的概念，由特征阻抗來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)姆治觥?將傳輸線等效成分段電路模型后，可以用電路的理論來(lái)求解。

特征阻抗，或稱特性阻抗，是衡量PCB上傳輸線的重要指標(biāo)。PCB傳輸線的特征/ 特性阻抗不是直流電阻，它屬于長(zhǎng)線傳輸中的概念。

可以看到特征阻抗是一個(gè)在傳輸線的某個(gè)點(diǎn)上的瞬時(shí)入射電壓與入射電流或者反射電 壓與反射電流的比值。和傳輸阻抗的概念并不一致，傳輸阻抗是某個(gè)端口上總的電壓和電流的 比值。只有在整個(gè)傳輸路徑上阻抗完全匹配且沒有反射存在的情況下，特征阻抗才等于傳輸阻 抗。 信號(hào)完整性（SI）、電源完整性（PI）和電磁完整性（EMI）三類性能分析技術(shù)。湖南信號(hào)完整性分析故障

1、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作在設(shè)計(jì)開始之前，必須先行思考并確定設(shè)計(jì)策略，這樣才能指導(dǎo)諸如元器件的選擇、工藝選擇和電路板生產(chǎn)成本控制等工作。就SI而言，要預(yù)先進(jìn)行調(diào)研以形成規(guī)劃或者設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，從而確保設(shè)計(jì)結(jié)果不出現(xiàn)明顯的SI問(wèn)題、串?dāng)_或者時(shí)序問(wèn)題。（微信：EDA設(shè)計(jì)智匯館）

2、電路板的層疊某些項(xiàng)目組對(duì)PCB層數(shù)的確定有很大的自，而另外一些項(xiàng)目組卻沒有這種自，因此，了解你所處的位置很重要。其它的重要問(wèn)題包括：預(yù)期的制造公差是多少？在電路板上預(yù)期的絕緣常數(shù)是多少？線寬和間距的允許誤差是多少？接地層和信號(hào)層的厚度和間距的允許誤差是多少？所有這些信息可以在預(yù)布線階段使用。 河北信號(hào)完整性分析檢查克勞德實(shí)驗(yàn)室提供信號(hào)完整性測(cè)試解決方案；

從1/叫轉(zhuǎn)折頻率開始，頻譜的諧波分量是按I/?下降的，也就是-40dB/dec （-40分貝每 十倍頻，即每增大十倍頻率，諧波分量減小100倍）?？梢钥吹较鄬?duì)于理想方波，從這個(gè)頻 率開始，信號(hào)的諧波分量大大減小。

基本上可以看到數(shù)字信號(hào)的頻域分量大部分集中在1/7U,這個(gè)頻率以下，我們可以將這個(gè) 頻率稱之為信號(hào)的帶寬，工程上可以近似為0.35/0,當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格的時(shí)候，也可近似為 0.5/rro。

也就是說(shuō)，疊加信號(hào)帶寬（0.35/。）以下的頻率分量基本上可以復(fù)現(xiàn)邊沿時(shí)間是tr 的數(shù)字時(shí);域波形信號(hào)。這個(gè)頻率通常也叫作轉(zhuǎn)折頻率或截止頻率（Fknee或cut off frequency）

時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的頻域信號(hào)如果起來(lái)，則可以復(fù)現(xiàn)原來(lái)的時(shí)域信號(hào)。如圖1?2 所示描繪了直流頻率分量加上基頻頻率分量與直流頻域分量加上基頻和3倍頻頻率分量，以 及5倍頻率分量成的時(shí)域信號(hào)之間的差別，我們可以看到不同頻域分量的所造成的時(shí)域信號(hào)邊沿的差別。頻域里包含的頻域分量越多，這些頻域分量成的時(shí)域信號(hào)越接近 真實(shí)的數(shù)字信號(hào)，高頻諧波分量主要影響信號(hào)邊沿時(shí)間，低頻的分量影響幅度。當(dāng)然，如果 時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變岀的一個(gè)個(gè)頻率點(diǎn)的正弦波都疊加起來(lái)，則可以完全復(fù)現(xiàn)原來(lái)的時(shí)域 數(shù)字信號(hào)。其中復(fù)原信號(hào)的不連續(xù)點(diǎn)的震蕩被稱為吉布斯震蕩現(xiàn)象?？藙诘赂咚傩盘?hào)完整性測(cè)試資料主要點(diǎn)；

PCB的信號(hào)完整性問(wèn)題主要包括信號(hào)反射、串?dāng)_、信號(hào)延遲和時(shí)序錯(cuò)誤。

1、反射信號(hào)在傳輸線上傳輸時(shí)，當(dāng)高速PCB上傳輸線的特征阻抗與信號(hào)的源端阻抗或負(fù)載阻抗不匹配時(shí)，信號(hào)會(huì)發(fā)生反射，使信號(hào)波形出現(xiàn)過(guò)沖、下沖和由此導(dǎo)致的振鈴現(xiàn)象。過(guò)沖（Overshoot）是指信號(hào)跳變的個(gè)峰值（或谷值），它是在電源電平之上或參考地電平之下的額外電壓效應(yīng)；下沖（Undershoot）是指信號(hào)跳變的下一個(gè)谷值（或峰值）。過(guò)大的過(guò)沖電壓經(jīng)常長(zhǎng)期性地沖擊會(huì)造成器件的損壞，下沖會(huì)降低噪聲容限，振鈴增加了信號(hào)穩(wěn)定所需要的時(shí)間，從而影響到系統(tǒng)時(shí)序。

信號(hào)完整性分析建模。測(cè)試服務(wù)信號(hào)完整性分析規(guī)格尺寸

信號(hào)完整性分析的傳輸線理論；湖南信號(hào)完整性分析故障

信號(hào)完整性的設(shè)計(jì)方法（步驟）

掌握信號(hào)完整性問(wèn)題的相關(guān)知識(shí)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段采用規(guī)避信號(hào)完整性風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)方案，搭建穩(wěn)健的系統(tǒng)框架；對(duì)目標(biāo)電路板上的信號(hào)進(jìn)行分類，識(shí)別潛在的SI風(fēng)險(xiǎn)，確定SI設(shè)計(jì)的總體原則；在原理圖階段，按照一定的方法對(duì)部分問(wèn)題提前進(jìn)行SI設(shè)計(jì)；PCB布線階段使用仿真工具量化信號(hào)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，制定詳細(xì)SI設(shè)計(jì)規(guī)則；PCB布線結(jié)束后使用仿真工具驗(yàn)證信號(hào)電源等網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并適當(dāng)修改。

設(shè)計(jì)難點(diǎn)信號(hào)

質(zhì)量的各項(xiàng)特征：幅度、噪聲、邊沿、延時(shí)等。SI設(shè)計(jì)的任務(wù)就是識(shí)別影響這些特征的因素。難點(diǎn)1：影響信號(hào)質(zhì)量的因素非常多，這些因素有時(shí)相互依賴、相互影響、交叉在一起，抑制了某一因素可能會(huì)導(dǎo)致其他方面因素的惡化，所有需要對(duì)各因素反復(fù)權(quán)衡，做出系統(tǒng)化的綜合考慮；難點(diǎn)2：有些影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥强煽氐?，而有些是不可控的?湖南信號(hào)完整性分析故障

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