重庆信号完整性分析多端口矩阵测试

时间:2025年01月27日 来源:

什么是信号完整性?

随着带宽范围提升,查看小信号或大信号的细微变化的需求增加,示波器自身的信号完整性的重要性已进一步提升。为什么信号完整性被视为示波器的关键指标?信号完整性对示波器整体测量精度的影响非常大,它对波形形状和测量结果准确性的影响会出乎您的想象。示波器性能取决于其自身信号完整性的良莠,比如说信号失真、噪声和损耗。自身的信号完整性高的示波器能够更好地显示被测信号的细节;反之,如果自身的信号完整性很差,示波器便无法准确反映被测信号。示波器自身信号完整性方面的差异直接影响到工程师能否高效地对设计进行深入分析、理解、调试和评估。示波器的信号完整性不佳,将对产品开发周期、产品质量以及元器件的选择带来巨大风险。要避免这种风险,只有通过比较和评测,选择一台具有出色信号完整性的示波器才是解决之道。 数字信号完整性测试进行分析;重庆信号完整性分析多端口矩阵测试

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   信号完整性是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中,一串二进制的信号流是通过电压(或电流)的波形来表示。然而,自然界的信号实际上都是模拟的,而非数字的,所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里,一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体,多种效应可以降低信号的可信度,这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务,在所有水平的电子封装和组装,例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中,都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主要有振铃(ringing)、串扰(crosstalk)、接地反弹、扭曲(skew)、信号损失和电源供应中的噪音。云南测试服务信号完整性分析信号完整性(SI)、电源完整性(PI)和电磁完整性(EMI)三类性能分析技术。

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3. 电路模型

模拟电路模型是描述数字信号传输途中信号失真的基本工具。简单的模拟电路模型是传输线,它描述了信号在电线上传输的过程中可能遇到的电路效应,包括电容、电感、电阻等。

4. 分析方法

对于信号完整性的分析,可以采用几种不同的方法来评估系统中信号的失真和其他问题。常用的方法包括传输线建模、频率响应分析和时钟失真分析。

总之,信号完整性是高速数字系统设计中的一个关键问题,它需要设计人员了解基本概念、常见的失真类型和相应的分析方法。通过对信号完整性进行分析和优化,可以确保数字系统在传输和处理高速数据时能够满足性能和可靠性要求。

比如,在现在常见的高速串行传输链路中,几个吉赫兹(GHz)以上的信号在电路板上 的走线传输,由于本质上电路板上传输线的损耗是随着频率的升高而增大的(在后面的传输 线部分及S参数部分都会有介绍),使得高频分量的损耗大于低频分量的损耗,在接收端收 到的各个频率分量不是原来的样子,使得这些频率分量起来的数字时域信号产生畸变。 所以,在高速串行传输中,会釆用一些信号处理的方法来补偿高频分量比低频分量传输时损 耗大的问题。比如去加重(在发送时人为降低低频分量)和预加重(在发送时人为提高高频 分量)。数字信号完整性测试进行抖动分析结果;

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典型的数字信号波形可以知道如下几点

(1)过冲包括上过冲(Overshoot_High)和下过冲(Overshoot_Low)。上过冲是信号高于信号供电电源电压Kc的最高电压,下过冲是信号低于参考地电压厶的比较低电压。过冲可能不会对功能产生影响,但是过冲过大会造成器件损坏,影响器件的可靠性。

(2) 回冲是信号在达到比较低电压或最高电压后回到厶之上(下回冲,Ringback_Low) 或心之下的电压(上回冲,Ringback_Low)。回冲会使信号的噪声容限减小,需要控制在保 证翻转门限电平的范围,否则对时钟信号回冲过大会造成判决逻辑错误,对数据或地址信号 回冲过大会使有效判决时间窗口减小,使时序紧张。通常过冲与回冲是由于信号传输路径的 阻抗不连续所引起的反射造成的。

(3) 振铃(Ringing)是信号跳变之后的振荡,同样会使信号的噪声容限减小,过大会造 成逻辑错误,而且会使信号的高频分量增加,增大EMI问题。 常见的信号完整性测试问题;重庆信号完整性分析多端口矩阵测试

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什么是信号完整性

信号完整性(Signal Integrity)可以泛指信号电压、电流在互连结构传输过程中的信号质 量问题,包括噪声、干扰及由其造成的时序影响等。

什么时候需要考虑信号完整性问题呢?

一般来说,传统的电路学理论适用于信号互连的电路尺寸远小于传输信号中设计者所关 心的比较高频率所对应波长的电路结构分析。此时,信号的互连等效于一阶电路元件,被称为 集总元件(Lumped Elements):反之,当信号互连的电路尺寸接近传输信号中设计者所关心 的比较高频率所对应的波长时,由于互连路径上不同位置的电压或电流的大小与相位均可能不 同,信号的互连等效于多阶电路元件,因而被称为分布式元件(Distributed Elements)。在数 字世界中,边沿速率几乎完全决定了信号中的比较大的频率成分,通常从工程经验认为当信号 边沿时间小于4〜6倍的互连传输时延时,信号互连路径会被当作分布参数模型处理,并需要 考虑信号完整性的行为。

实世界里的数字信号并不只是0或1的表现,一定会存在从0到1或从1到0的跳变 过程。 重庆信号完整性分析多端口矩阵测试

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