关于SI信号完整性,你应该了解以下几点

EDA设计智汇馆 2018-07-09 08:41 次阅读

1、什么是信号完整性(Singnal Integrity)?信号完整性(Singnal Integrity)是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。信号具有良好的信号完整性(Singnal Integrity)是指当在需要的时候,具有所必须达到的电压电平数值。主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。常见信号完整性问题及解决方法: 问题 可能原因 解决方法 其他解决方法 过大的上冲 终端阻抗不匹配 终端端接 使用上升时间缓慢的驱动源 直流电压电平不好 线上负载过大 以交流负载替换直流负载 在接收端端接,重新布线或检查地平面 过大的串扰 线间耦合过大 使用上升时间缓慢的发送驱动器 使用能提供更大驱动电流的驱动源 时延太大 传输线距离太长 替换或重新布线, 检查串行端接头 使用阻抗匹配的驱动源, 变更布线策略 振荡 阻抗不匹配 在发送端串接阻尼电阻
       2、什么是串扰(crosstalk)?串扰(crosstalk)是指在两个不同的电性能之间的相互作用。产生串扰(crosstalk)被称为Aggressor,而另一个收到干扰的被称为 Victim。通常,一个网络既是Aggressor(入侵者),又是Victim(受害者)。振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象(伴有地平面回路),串扰则是由同一PCB板上的两条信号线与地平面引起的,故也称为三线系统。串扰是两条信号线之间的耦合,信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流,而感性耦合引发耦合电压。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。

关于SI信号完整性,你应该了解以下几点


       3、什么是电磁兼容(EMI)?电磁干扰(Ectromagnetioc Interference),或者电磁兼容性(EMI),是从一个传输线(transmission line)(例如电缆、导线或封装的管脚)得到的具有天线特性的结果。印制电路板、集成电路和许多电缆发射并影响电磁兼容性(EMI)的问题。FCC定义了对于一定的频率的最大发射的水平(例如应用于飞行控制器领域)。
       4、在时域(time domain)和频域(frequency domain)之间又什么不同?时域(time domain)是一个波形的示波器观察,它通常用于找出管脚到管脚的延时(delays)、偏移(skew)、过冲(overshoot)、下冲(undershoot)以及设置时间(setting times)。频域(frequency domain)是一个波形的频谱分析议的观察,它通常用于波形与频谱分析议的观察、它通常用于波形与FCC和其他EMI控制限制之间的比较。(有一个比喻,它就象收音机――你在时域(time domain)中听见,但是你要找到你喜欢的电台是在频域(frequency domain)内。)
       5、什么是传输线(transmission line)?传输线(transmission line)是一个网络(导线),并且它的电流返回的地和电源。电路板上的导线具有电阻、电容和电感等电气特性。在高频电路设计中,电路板线路上的电容和电感会使导线等效于一条传输线。传输线是所有导体及其接地回路的总和。

6、什么是阻抗(impedance)?阻抗(Impedance)是传输线(transmission line)上输入电压对输入电流地比率值(Z0=V/I)。当一个源发出一个信号到线上,它将阻碍它驱动,直到2*TD时,源并没有看到它地改变,在这里TD时线的延时(delay)。
7、什么是反射(reflection)?反射(reflection)就是在传输线(transmission line)上回波(echo)。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处,但是有一部分被反射(reflected)了。如果负载和线具有相同的(impedance),发射(Reflections)就不会发生了。如果负载阻抗小于源阻抗,反射电压为负,反之,如果负载阻抗大于源阻抗,反射电压为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。
8、什么是过冲(overshoot)?过冲(Overshoot)就是第一个峰值或谷值超过设定电压――对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。下冲(Undershoot)是指下一个谷值或峰值。过分的过冲(overshoot)能够引起保护二级管工作,导致过早地失效。

9、什么是下冲(undershoot)(ringback)?过冲(Overshoot)是第二个峰值或谷值超过设定电压――对于上升沿过度地谷值或对于下降沿太大地峰值。过分地下冲(undershoot)能够引起假的时钟或数据错误(误操作)。
      10、什么是振荡(ringing)?振荡(ringing)就是在反复出现过冲(overshoots)和下冲(undershoots)。信号的振铃(ringing)和环绕振荡(rounding)由线上过度的电感和电容引起,振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。信号完整性问题通常发生在周期信号中,如时钟等,振荡和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起的,振荡可以通过适当的端接予以减小,但是不可能完全消除。

原文标题:关于SI信号完整性,你应该知道什么(一)

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