第二,如何进行DVI信号的PCB布线设计和电缆选择,以保证信号在传输过程中保持其波形的失真在可容许的范围内,即被称为高速信号传输信号完整性的工程化技术。
第三,如何为DVI信号发生器和接收器芯片设计电源供电单元,以保证信号发生器和信号接收器能够正常工作,且不影响其他共电源芯片的正常工作,即被称为高速信号传输电源完整性的工程化技术。
第四,如何设计DVI信号传输线和屏蔽,以保证DVI信号在传输过程中具有一定程度的抗干扰能力,且不会对附近其他信号产生不可容许的干扰,即被称为高速信号传输电磁兼容性的工程化技术。 高速信号传输所涉及的三大支撑技术;四川USB测试高速信号传输
例如,分辨率为UXGA(1600×1200)的DVI信号,其信号传输速率为1.625Gbps,当该信号在FR4材料的PCB上传输时,其信号带宽波长为:3×10+8÷(4)1/2÷(1.625×10+9×5)≈0.02(m)=20mm,其中,FR4材料的相对介电常数为4。当DVI信号在PCB上传输时,传输通道长度大于1/4带宽波长,即5mm时,就必须被当作高速信号传输。对于模拟信号,信号在传输过程中可以被衰减,但不可以因被叠加较大噪声而使信号失真太多,也不允许信号在传输过程中因传输通道某处阻抗的突变太大引起较严重的反射现象。因此,模拟信号传输被看作高速信号传输,且与信号传输通道的长度无关。
注意
在电子设计中,以高速信号传输代替高速信号设计的概念或高速电路设计的概念才能正确处理信号的保形传输问题。以信号传输速率的高低,或以信号的上升时间或下降时间的大小区分信号是高速还是低速是不科学的,这也是部分电子设计工程师对高速信号传输的误解,必须同时考虑信号的传输速率与信号传输通道的长度。 贵州智能化多端口矩阵测试高速信号传输高速信号传输——电源完整性;
①理解电阻、电感、电容等特性,其本质就是对电流、电流变化和电压变化具有的抵抗力,以及电阻器、电感器、电容器几种器件不仅具有主特性,在高速信号传输电路中还表现出其他的特性。
②掌握高速信号传输、信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的概念,以及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。
③认识信号传输线、供电传输线、信号回路、供电回路、信号传输线的特征阻抗、供电中继电容器等概念和意义,并纠正对地、屏蔽、信号回路几个概念的误解。
④了解信号类型、电源类型、信号传输线类型及其适合传输的信号类型、电源传输线类型及其适合传输的电源类型、供电中继电容器类型,以及各种信号传输线和电源传输线的屏蔽效能对比。实际上,掌握了这些,我们就从本质上了解了高速信号传输的原理和本质,综合考虑工程化因素(如产品成本、可制造性和可实现性等),结合使用相关的设计、仿真和测试工具,就可以很轻松地进行高速信号传输设计和问题的分析。
克劳德高速数字信号测试实验室
2.1高速信号传输定义
高速信号传输是一定条件下的(电)信号传输,这里的条件对数字(电)信号而言,是指信号传输通道长度与信号带宽波长的关系,对模拟信号而言,无论带宽大小,都被看作高速信号传输。2.1.1信号传输的相关概念(1)电信号在通信、信号处理或者电子工程等技术领域中,任何随时间和空间变化的量都可以称为信号,如果量的变化是连续的,则称为模拟信号,如果量的变化是离散的,则称为数字信号。电信号是指其电压值(电流值)、频率值或相位值随时间变化的量,同样地,电信号也包括模拟电信号和数字电信号。 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;
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。 高速信号传输技术理论和概念繁多;福建高速信号传输维保
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;四川USB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,四川USB测试高速信号传输
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