高速信號傳輸——信號完整性

信號的回路信號傳輸線：信號路徑,、信號回路,、中間介質構成信號自己回路的原則：直流電流：尋找小的電阻、與信號路徑組成信號環(huán)路面積小的回路交流電流：阻抗小,、與信號路徑組成的信號環(huán)路面積小的回路電信號=直流+交流回路也就包括的直流信號回路和交流信號回路,。

特征阻抗與反射(1) 特征阻抗定義：特性阻抗是射頻傳輸線影響無線電波電壓、電流的幅值和相位變化的固有特性,，等于各處的電壓與電流的比值,，用V/I表示。

(2)這樣的突變也就會導致信號的反射,。

(3)差分線和單端信號線差分線一個對應正極性,，一個對應負極性，還有一條用于實現(xiàn)信號回流的線單端信號線：一條信號路徑和信號回流的線

（4)大地與“基準地”大地的概念：用于屏蔽和吸收大量電荷的物體,，“大地”的意義也就在于為其所連接的物體提供一個收放多余電荷和垃圾電荷的地方在設計的時候應當去掉“地”的概念,，聚焦信號回路概念。

（5）信號類型模擬信號和數(shù)字信號單端信號和差分信號分成了：

單端模擬

差分模擬

單端數(shù)字

差分數(shù)字 高速信號傳輸定義條件,；解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法

①理解電阻,、電感、電容等特性,，其本質就是對電流,、電流變化和電壓變化具有的抵抗力,，以及電阻器,、電感器、電容器幾種器件不僅具有主特性,，在高速信號傳輸電路中還表現(xiàn)出其他的特性,。

②掌握高速信號傳輸、信號完整性,、電源完整性和電磁兼容性的概念,，以及高速信號傳輸技術與信號完整性、電源完整性和電磁兼容性技術的關系,。

③認識信號傳輸線,、供電傳輸線、信號回路,、供電回路,、信號傳輸線的特征阻抗、供電中繼電容器等概念和意義,，并糾正對地,、屏蔽,、信號回路幾個概念的誤解。

④了解信號類型,、電源類型,、信號傳輸線類型及其適合傳輸?shù)男盘栴愋汀㈦娫磦鬏斁€類型及其適合傳輸?shù)碾娫搭愋?、供電中繼電容器類型,，以及各種信號傳輸線和電源傳輸線的屏蔽效能對比。實際上,，掌握了這些,，我們就從本質上了解了高速信號傳輸?shù)脑砗捅举|，綜合考慮工程化因素（如產(chǎn)品成本,、可制造性和可實現(xiàn)性等）,，結合使用相關的設計、仿真和測試工具,，就可以很輕松地進行高速信號傳輸設計和問題的分析,。 解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法高速信號是需要對其傳輸線進行設計；

高速信號和處理需要考慮三部分設計：

高速邏輯時序設計

高速電路散熱設計

高速信號傳輸設計

1,、信號傳輸?shù)南嚓P概念

概念：電信號,、傳輸通道、信號傳輸,、保形傳輸

重點：模擬信號可以看作“高速”信號,，比較好整體不失真

數(shù)字信號失真度能夠被控制在一定的范圍內。

2,、數(shù)字信號的特點：

（1）時域特點：周期,，和上升時間

（2）頻域特性：波形是時域的表現(xiàn)，頻譜是頻域的表現(xiàn),，通過傅里葉變換

（3）電信號的傳輸速度：與介質常數(shù)有關

（4）信號完整性：SignalIntegrity

（5）電源完整性：PowerIntegrity

（6）電磁兼容性：ElectroMagneticCompatibility(EMC)

2.4.2影響電源完整性的因素

良好的電源供電單元,，類似良好的個人資金供給系統(tǒng)，應滿足以下條件：

●電源轉換裝置必須能夠提供穩(wěn)定且功率充足的電源功率,，否則受電器件會因得不到足夠的電源功率而無法正常工作,；

●中遠距電源供電中繼電容器必須能夠存儲足夠的電源能量，并及時補充受電器件附近的近距電源供電中繼電容器所消耗的能量,；

●近距電源供電中繼電容器必須能夠為受電器件正常工作提供即時電源能量,，滿足器件內晶體管狀態(tài)翻轉所需瞬態(tài)變化的電流能量；

●供電單元有良好的電源信號傳輸通道,，提供良好的電源傳輸,。如果上述4個條件中的任一項不能得到滿足，就會破壞電源供電單元的良好性，即電源的完整性得不到保證,。因此電源完整性設計就是合理設計這些組成部分,，以保證芯片電源端的電壓波動維持在一個合理范圍，并且供電電流充足,，這樣電源供電單元才具備電源完整性,。 高速信號傳輸代替高速信號設計的概念或高速電路設計的概念才能正確處理信號的保形傳輸問題？

特征阻抗一般有兩種說法：

1,、當信號傳輸時,，本質微電磁波傳輸，此時伴隨著電場和磁場,，而阻抗被定義為電場和磁場的比值,；

2、但信號傳輸時為高速信號,，此時傳輸線非理想線,，包含分布參數(shù)如電容、電感和電阻,，此時對于信號來講這些參數(shù)形成的阻抗就是瞬時阻抗值,。微帶線特性阻抗與輸入阻抗和輸出阻抗一致時，對信號傳輸比較好,，此時不會發(fā)生反射,。此時我們說傳輸線阻抗是連續(xù)的,不會發(fā)生反射。

阻抗不匹配

如果不匹配,，將會導致信號反射問題,，終引起過沖和下沖問題。

源端我們說一般叫做源端匹配,，就算源端不匹配了在源端發(fā)生了反射,，但是不會傳到終端去；此時需要終端完全吸收掉,，所以我們叫源端匹配,，終端吸收,。 數(shù)字信號的傳輸速率和其傳輸通道的長度是高速信號傳輸?shù)膬蓚€不可分割的組成部分,；解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法

高速信號傳輸?shù)娜乜芍盘柕谋Ｐ蝹鬏敱仨毶婕耙韵氯齻€方面的問題,；解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法

克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

②數(shù)字電路散熱設計是數(shù)字電路設計工程師必備的第二項基本技能,。一方面，數(shù)字集成電路的發(fā)展趨勢是芯片的高集成度和小體積,；另一方面,，數(shù)字信號處理能力和速度在不斷提升，必然帶來數(shù)字電路功耗和熱耗的增大。以上兩方面的原因共同導致電路單位面積的熱流密度增加,。當熱流密度增加到一定程度時,，自然散熱方式已經(jīng)不能滿足電路的散熱需要，必須考慮并采取合適的散熱措施,，才能確保其在一定環(huán)境溫度下正常工作,。 解決方案高速信號傳輸協(xié)議測試方法