专题ansys 信号完整性
ansys 信号完整性
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何为信号完整性?信号完整性包含哪些
何为信号完整性:信号完整性(Signal Integrity,简称SI)是指在信号线上的信号质量。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的,而是板级设计中多种因素共同引起的。当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收端时,该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。信号完整性包含:1、波形完整性(Waveform integrity)2、时序完整性(Timi...
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2021-12-30
werywer
什么是信号完整性?信号完整性分析
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2017-04-15
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信号完整性为什么写电源完整性?
先说一下,信号完整性为什么写电源完整性? SI 只是针对高速信号的部分,这样的理解没有问题。如果提高认知,将SI 以大类来看,SI&PI&EMI 三者的关系:所以,基础知识系列里还是得讲讲电源完整性。话不多说,直接上图:01.区别记得刚接触信号完整性的时候,对电源完整性(PI)和电源工程师之间的关系是分不清的。后来才渐渐了解这里面的千差万别。简单来说,电源的产生与转化,比如Buck电路,LDO,DC-DC等,源端部分这些是电源工程师来确定的。电源工程师也会进行相关的电源可靠性设
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2021-11-15
Arttronix
《信号完整性》
实际电路板上的反射可能非常复杂,反射回来的信号还会再次反射回去,方向与发射 信号 相同,到达阻抗突变处又再次反射回源端,从而形成多次反射,一般的资料上都用反弹图来表
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2011-07-12
217 KB fengsong
信号完整性与电源完整性的相关资料分享
其实电源完整性可做的事情有很多,今天就来了解了解吧。信号完整性与电源完整性分析信号完整性(SI)和电源完整性(PI)是两种不同但领域相关的分析,涉及数字电路正确操作。在信号完整性中,重点是确保传输的1在接收器中看起来就像 1(对0同样如此)。在电源完整性中,重点是确保为驱动器和接收器提供足够的电流以发送和接收1和0。因此,电源完整性可能会被认为是信号完整性的一个组成部分。实际上,它们都是关于数字电...
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2021-11-15
uwufjwer
详解信号完整性与电源完整性
信号完整性与电源完整性分析信号完整性(SI)和电源完整性(PI)是两种不同但领域相关的分析,涉及数字电路正确操作。在信号完整性中,重点是确保传输的1在接收器中看起来就像 1(对0同样如此)。在电源完整性中,重点是确保为驱动器和接收器提供足够的电流以发送和接收1和0。因此,电源完整性可能会被认为是信号完整性的一个组成部分。实际上,它们都是关于数字电路正确模拟...
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2021-11-15
母猪会上树
信号完整性与电源完整性仿真分析
为了使设计人员对信号完整性与电源完整性有个全面的了解,文中对信号完整性与电源完整性的问题进行了仿真分析与设计,也从系统的角度对其进行了探讨。
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2011-11-30
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信号完整性与电源完整性的仿真分析与设计
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2015-01-13
110KB kkk000
信号完整性与电源完整性的仿真分析与设计
信号完整性是指信号在通过一定距离的传输路径后在特定接收端口相对指定发
送端口信号的还原程度。在讨论信号完整性设计性能时,如指定不同的收发参考端
口,则对信号还原程度会用不同的指标来描述。
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2016-02-19
741KB lbj8281
信号完整性分析
过去,时钟频率只有10 MHz。电路板或封装设计的主要挑战就是如何在双层板上.布通所有的信号线以及如何在组装时不破坏封装。由于互连线不曾影响过系统性能,所以互连线的电气特性并不重要。在这种意义下,可以说“对信号来讲过去的互连线是畅通透明的\"\"。
例如。如果一个器件输出一个.上升边约为10 ns、时钟频率为10 MHz的信号,则邮使是最粗糙的互连线,电路也可以正常工作。由手工连线面成的样机同规范布线的最终印制板产品一样都能正常工作。
但是现在时钟频率提高了,信号上升边也已普遍变短。对大多数电子产品而言,当时钟频率超过100MHz或上升边小于1 ns时,信号完整性效应就变得重要了,通常将这种情况称为高频领域或高速领域。这些术语意味着在那些互连线对信号不再透明的产品或系统中,如果不小心就会出现一种或多种信号完整性问题。
从广义上讲,信号完整性指的是在高速产品中由互连线引起的所有问题。它主要研究互连线与数字偿号的电压电流波形相互作用时其电气特性参数如何影响产品的性能。
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2023-09-28
dsgfa
信号完整性分析基础
入门必看:PCB入门教程Protel99从入门到精通PDF教程下载Protel_DXP2004入门经典教程Protel99SE电路设计技术入门与应用Protel99SE布线的基本流程Protel99SE电子教程PCB工艺文件的规范性说明高速PCB设计入门概念问答集锦PowerPCB培训教程下载PADS layout入门教程Protel 99 SE输出GERBER格式文件教程Altium Designer 6转GERBER格式教程更多的PCB百科知识 >>>信号完整性分析基础系列_共19节.zip (8.32 MB )
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2019-05-15
armortech
什么是电源和信号完整性?
首先我们定义下什么是电源和信号完整性?信号完整性 信号完整性(SI)分析集中在发射机、参考时钟、信道和接收机在误码率(BER)方面的性能。电源完整性(PI)侧重于电源分配网络 (PDN) 提供恒定、干净的电源和低阻抗返回路径的技术。SI和PI具有广泛的相互依赖性。PDN会引起噪声和抖动。电路设计和元件-- 芯片封装、引脚、导线、过孔、连接器--会影响PDN的阻抗,从而影响供电质量。 我们知道,从电源引入噪声和抖动会导致高速串行网络中的误码率,至少会降低嵌入式...
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2021-12-30
hnui2002
信号完整性分析
本书全面论述了信号完整性问题。主要讲述了信号完整性和物理设计概论,带宽、电感和特性阻抗的实质含义,电阻、电容、电感和阻抗的相关分析,解决信号完整性问题的四个实用技术手段,物理互连设计对信号完整性的影响,数学推导背后隐藏的解决方案,以及改进信号完整性推荐的设计准则等。该书与其他大多数同类书籍相比更强调直观理解、实用工具和工程实践。
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2015-11-10
13257KB
信号完整性原理分析
信号完整性原理分析
什么是“信号完整性”?在传统的定义中“完整性(integrity)”指完整和末受损的意思。因此,具有良好完整性的数字信号应是干净,
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2009-11-04
10650 TREE123456
信号完整性分析与设计
信号完整性分析与设计信号完整性设计背景???什什么是信号完整D??信信号完整性设计内è??典典型信号完整性问题与对2现在数字电路发展的趋ê??速速率越来越???芯芯片集成度越来越高£PC板板越来越???功功耗越来越′??信信号电压幅度越来越D??单单端信号向差分信号的转±??低低速并行总线向高速串行总线的转±[hide][/hide][此贴子已经被admin于2009-9-12 10:25:01编辑过]
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2009-09-12
别让我路过
信号完整性基础指南
信号完整性基础根据定义, “完整性”是指“完整和无损害的”。 同样,一个具有良好的完整性的数字信号有干净、快速的上升沿;稳定和有效的逻辑电平;准确的时间位置和
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2010-08-05
888 lhdpcb
信号完整性(五):信号反射
信号沿传输线向前传播时,每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗,这个阻抗可能是传输线本身的,也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说,它不会区分到底是什么,信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗是恒定的,那么他就会正常向前传播,只要感受到的阻抗发生变化,不论是什么引起的(可能是中途遇到的电阻,电容,电感,过孔,PCB转角,接插件),信号都会发生反射。那么有多少被反射回传输线的起点?衡量信号反射量的重要指标是反射系数,表示反射电压和原传输信号电压的比值。反射系数定义为:其中:为变化前的阻抗,为变化后的阻抗。假设PCB线条的特性阻抗为50欧姆,传输过程中遇到一个100欧姆的贴片电阻,暂时不考虑寄生电容电感的影响,把电阻看成理想的纯电阻,那么反射系数为:,信号有1/3被反射回源端。如果传输信号的电压是3.3V电压,反射电压就是1.1V。 纯电阻性负载的反射是研究反射现象的基础,阻性负载的变化无非是以下四种情况:阻抗增加有限值、减小有限值、开路(阻抗变为无穷大)、短路(阻抗突然变为0)。阻抗增加有限值:反射电压上面的例子已经计算过了。这时,信号反射点处就会有两个电压成分,一部分是从源端传来的3.3V电压,另一部分是在反射电压1.1V,那么反射点处的电压为二者之和,即4.4V。阻抗减小有限值:仍按上面的例子,PCB线条的特性阻抗为50欧姆,如果遇到的电阻是30欧姆,则反射系数为,反射系数为负值,说明反射电压为负电压,值为 。此时反射点电压为3.3V+(-0.825V)=2.475V。 开路:开路相当于阻抗无穷大,反射系数按公式计算为1。即反射电压3.3V。反射点处电压为6.6V。可见,在这种极端情况下,反射点处电压翻倍了。短路:短路时阻抗为0,电压一定为0。按公式计算反射系数为-1,说明反射电压为-3.3V,因此反射点电压为0。计算非常简单,重要的是必须知道,由于反射现象的存在,信号传播路径中阻抗发生变化的点,其电压不再是原来传输的电压。这种反射电压会改变信号的波形,从而可能会引起信号完整性问题。这种感性的认识对研究信号完整性及设计电路板非常重要,必须在头脑中建立起这个概念。
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2019-05-31
shsfsdfsg
信号完整性简介及protel信号完整性设计指南
信号完整性(Signal Integrity Signal Integrity,简称SI SI)是指在信号线上的信号质量。差的信号完整性不是由某一单一 因素导致的,而是板级设计中多种因素共同引起的。主要的信号完整性问题包括反射、振铃、地弹、串扰等。 源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射,负载将一部分电压反射回源端。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
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2017-11-16
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信号完整性培训教程之信号完整性的基础知识中兴教材免费下载
近年来,通讯技术、计算机技术的发展越来越快,高速数字电路在设计中的运用越来越多,数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。高速数字电路设计对信号完整性技术的需求越来越迫切。
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2018-12-21
0.76 MB flh
信号完整性系列之“信号完整性简介”
本文主要介绍信号完整性是什么,信号完整性包括哪些内容,什么时候需要注意信号完整性问题?
信号完整性是指高速产品设计中由互连线引起的所有问题。包括以下几部分:
时序
噪声
电磁干扰(EMI)
数据采样过程通常是由时钟信号的上升或者下降沿来触发的。数据必须及时的到达接收端并且在接收器件开始锁存之前稳定为一个非模糊的逻辑状态。任何数据的延迟或者波形的畸变将导致数据传输的失败。...
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2021-01-26
186.66KB leexiuhua
高速电路信号完整性分析与设计—信号完整性仿真
高速电路信号完整性分析与设计—信号完整性仿真:仿真信号仿真中有两类信号可称之为高速信号:高频率的信号(>=50M)上升时间tr很短的信号:信号上
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2009-10-06
344 陌小点
信号完整性设计中的5类典型问题(于博士信号完整性)
于博士撰写的信号完整性设计中的5类问题,成功的阐述了信号完整性设计中问题的出现与解决方法。还有更多相关资料可以到于博士网站上去学习。
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2017-01-22
800KB
高速PCB的信号完整性、电源完整性和电磁兼容性研究
电子发烧友网站提供《高速PCB的信号完整性、电源完整性和电磁兼容性研究.pdf》资料免费下载
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2024-09-19
4.85 MB 醒时笑tffgh
高速信号的电源完整性分析
高速信号的电源完整性分析在电路设计中,设计好一个高质量的高速PCB板,应该从信号完整性(SI——Signal Integrity)和电源完整性 (PI——Power Integrity )两个方面来考虑。尽管从信号完整性上表现出来的结果较为直接,但是信号参考层的不完整会造成信号回流路径变化多端,从而引起信号质量变差,连带引起了产品的EMI性能变差。这将直接影响最终PCB板的信号完整性。因此研究电源完整性是非常必要和重要的。电源完整性概述虽然电子设计的发展已经有相当长的历史,但是高速信号是近些年才开始面对的问题,随之出现的电源完整性的许多概念并不为大多数人所了解。这里,对其中涉及到的一些基本名词做些简单的介绍。
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2012-08-02
qzq378271387
【下载】《信号完整性分析》
`编辑推荐《国外电子与通信教材系列:信号完整性与电源完整性分析(第二版)》强调直觉理解、实用工具和工程素养。作者以实践专家的视角指出造成信号完整性问题的根源,并特别给出了设计阶段前期的问题解决方案。作者简介作者:(美国)伯格丁(Eric Bogatin) 译者:李玉山 刘洋 等Eric Bogatin在信号完整性领域,包括基本原理、测量技术和分析工具等方面举办过多期短期课程,目前为GigaTest实验室首席技术主管。李玉山,西安电子科技大学教授,教育部“超高速电路设计与电磁兼容”重点实验室学术委员会副主任。主持完成1项国家863计划和4项国家自然科学基金项目;主持制定中国电子行业标准3部;获省部级奖励10项。在IEEE Trans.上发表长文12篇;正式出版教材/专著/译著12部。研究方向:高速电路设计与信号完整性分析,EDA技术及软件研发。目录第1章信号完整性分析概论 1.1信号完整性的含义 1.2单一网络的信号质量 1.3串扰 1.4轨道塌陷噪声 1.5电磁干扰 1.6信号完整性的两个重要推论 1.7电子产品的趋势 1.8新设计方法学的必要性 1.9一种新的产品设计方法学 1.10仿真 1.11模型与建模 1.12通过计算创建电路模型 1.13三种测量技术 1.14测量的作用 1.15小结 ······下载链接:`
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2017-09-19
jf_ed1027433
信号完整性的常识和基本概念
常识铜厚:1oz(盎司)=35um(微米)=1.44mil线宽:1mil = 0.0254mm = 25.4 um;1inch = 1000mil
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2019-05-23
qwert147
信号完整性:问题和解决方案
by Gigatest Labs.What is signal integrity, why is it important and what should you do about it to be able to get high performance products to market more quickly.
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2019-03-25
kilby_suzhou
高速电路的信号完整性分析
摘要! 介绍了高速+,& 设计中的信号完整性概念以及破坏信号完整性的原因!从理论和计算的层面上分析了高速电路设计中反射和串扰的形成原因!并介绍了-&-. 仿真"关键词!
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2008-10-15
555
无线SoC的信号完整性分析
廉价消费类无线设备日益增多的功能要求更高的集成度。大型数字IP,如微处理器、数字信号处理器(DSP)或加密引擎,需要与“电源控制、数据转换”等模拟模块和“LNA、 VCO、混
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2009-12-03
225 羊羊得毅
TDR阻抗测量-信号完整性的基础
在当前的高工作频率下,影响信号上升时间、脉宽、定时、抖动或噪声内容的任何事物都会影响整个系统的可靠性。为保证信号完整性,必需了解和控制信号经过的传输环境的阻抗。阻
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2011-12-21
796 KB
信号完整性基础知识与应用技巧
近年来,通讯技术、计算机技术的发展越来越快,高速数字电路在设计中的运用越来越多,数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。高速数字电路设计对信号完整性技术的需求越来越迫切。
在中、大规模电子系统的设计中,系统地综合运用信号完整性技术可以带来很多好处,如缩短研发周期、降低产品成本、降低研发成本、提高产品性能、提高产品可靠性。
数字电路在具有逻辑电路功能的同时,也具有丰富的模拟特性。
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2016-04-28
573KB
信号完整性的仿真分析
介绍引起信号完整性问题的主要因素, 利用。进行信号仿真的步骤, 给出了的信号仿真的时比结果, 并以该信号作为分析对象, 详细分析了为判断信号质童的优劣, 对仿真波形进行定量分析
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2011-11-30
686 KB sp699270
信号完整性研究_于博士
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2015-01-23
783KB xiao牛
信号完整性分析 pdf
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2012-03-26
12197KB
信号完整性15问!
在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
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2022-02-10
118.04KB 叶秋_73a
PCI Express——信号完整性和EMI
在时钟分配系统中,时钟信号可能会干扰系统的其他组件,这始终是一个问题。而更令人担忧的问题则是系统可能会干扰其他系统。
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2021-03-30
0.85 MB 姚小熊27
高速数字设计和信号完整性分析
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2013-03-21
182KB
详述了信号完整性分析
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2014-08-27
20346KB
信号完整性基础知识与应用技巧
近年来,通讯技术、计算机技术的发展越来越快,高速数字电路在设计中的运用越来越多,数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。高速数字电路设计对信号完整性技
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2011-09-06
569 KB syv3
信号完整性的重要指标
信号沿传输线向前传播时,每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗,这个阻抗可能是传输线本身的,也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说,它不会区分到底是什么,信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗是恒定的,那么他就会正常向前传播,只要感受到的阻抗发生变化,不论是什么引起的(可能是中途遇到的电阻,电容,电感,过孔,PCB转角,接插件),信号都会发生反射。
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2019-05-24
ballflash
PCB信号完整性分析
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2015-03-16
227KB 严飛拽
高速电路信号完整性分析与设计
SPICE模型 SPICE是一种功能强大的通用模拟电路仿真器。现在SPICE模型已经广泛应用于电子设计中,并且衍生出两个主要的版本:HSPICE和PSPICE,HSPICE主要应用于集成电路设计,而PSPICE主要应用于PCB板和系统级的设计。 SPICE模型由两部分组成:模型方程式(Model Equations)和模型参数(Model Parameters)。由于提供了模型方程式,因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地联接起来,可以获得更好的分析效率和分析结果。 采用SPICE模型在PCB板级进行SI分析时,需
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2017-11-23
18.3 MB Abson丶online
信号与电源完整性的仿真分析与设计
信号完整性是指信号在通过一定距离的传输路径后在特定接收端口相对指定发送端口信号的还原程度。在讨论信号完整性设计性能时,如指定不同的收发参考端口,则对信号还原程度会用不同的指标来描述。通常指定的收发参考端口是发送芯片输出处及接收芯片输入处的波形可测点,此时对信号还原程度主要依靠上升/下降及保持时间等指标来进行描述。而如果指定的参考收发端口是在信道编码器输入端及解码器输出端时,对信号还原程度的描述将会依靠
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2017-08-30
0.72 MB 电子人steve
Altium信号完整性分析
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2014-12-02
3970KB
信号完整性分析_Eric Bogatin
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2015-06-02
10176KB
信号完整性的基本概念分析
1.信号完整性(Signal Integrity):就是指电路系统中信号的质量,如果在要求的时间内,信号能不失真地从源端传送到接收端,我们就称该信号是完整的。
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2019-05-23
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信号完整性分析基础知识
如果您刚刚接触信号完整性分析,或者需要温习这方面的基础知识,那么本文将是您的最佳选择。 在介绍基础知识之前,本文首先回答一个最基本的问题“我需要了解哪些信息”?在基础知识部 分,我们首先学习关键网络的识别和分析。接着讨论传输线,以及因快速边缘率信号所产生的高频噪声 引起的各种问题。最后,我们将了解阻抗的概念,并在阻抗和信号完整性的背景下展开讨论。 现在,让我们从零开始学习信号完整性基础知识。在开始任何类型的仿真或分析之前,您必须做好哪些 准备工作,了解哪些信息呢?您的设计中可能包含成千上万个网络,需要全部进行仿真吗?恐怕不是 — 您没有足够的时间完成这项工作,事实上也完全没有必要。因此,您要做的第一件事是确定您的关注对象 — 设计中究竟哪些是“关键”网络,如何识别这些“关键” 网络?关键网络乍一看,“什么是关键网络”,答案似乎并不复杂。我听到过各种各样的答案,譬如“时钟网络”、“高 频网络”、“所有网络都很关键”、“频率超过 100 MHz 的网络”,诸如此类,不胜枚举。这些回答固 然有一定的可取之处,但数字印刷电路板有一项您必须考虑的标志性网络特征,即边缘率和走线长度之 间的关系。在汇总各方面信息并尝试确定哪 些网络可能导致信号完整性 (SI) 或 电磁干扰 (EMI) 方面的问题时, 您需要了解开关信号的速度,以 确定是否需要首先关注该网络。 当今的硅工艺已纵深扩展至次微 米空间,器件的物理特性决定了 信号的边缘率越来越快。归根到 底,这意味着您的设计中可能存 在问题的网络数量将远远超出您 最初的设想。因此,我们需要一些标准来识别 关键网络。那么,我们应该在哪 里寻找这些信息来判断我们的分 析对象呢?数据表提供了最快捷 的器件管脚特性参考资料。您可 以在这些文档中找到电压摆幅、 转换速率/开关时间、输入阻抗 以及其他大量信息。然后,您需 要将这些开关数据与走线长度进行比较,确定是否存在问题。这听起来有些复杂,甚至可能相当繁琐 (如果必须手动完成此工作,的确如此)。这时,您需要使用工具来提供帮助。利用 HyperLynx SI,您可以对网络进行仿真,判断基于这些器件特性 和走线是否存在问题。这是第一步,更为精确的步骤是使用 I/O 缓冲器信息规范模型,即所谓的 IBIS 模 型。IBIS 模型在研究器件的开关特性方面非常有用。大多数 IC 公司会为设计人员提供这类符合行业标准 的信号完整性模型,以便您在设计中成功地使用它们的器件。HyperLynx SI 产品还可以使用此信息来帮助 您确定需要重点关注的网络。它会读取模型中的 IBIS 信息,并报告您的网络长度和铜延迟,从而帮助您 快速确定需要仿真的网络。假如以手动方式进行此操作,它会占用您大量宝贵的时间,成效却微乎其微;但通过在 HyperLynx SI 中快 速浏览上述结果,您无需投入大量时间,就能精确地找到目标。您可以很早,譬如在开始布线之前、进行板空间初始规划时执行这一首要步骤 — 识别关键网络,或者也 可以在完成布线后的验证阶段执行此操作。选择权在您,但我们建议最好尽早开始此项工作,最终才能 获得最大化效益。传输线传输线理论是确定关键网络的另一个重要方面。我们将会用到一些数学计算,因此您可能需要在手边准 备一个计算器。我们回想一下过去使用传输线将语音传到全国各地时的情形 —“有线电话”一词正是由此而来。事实上, 从电气的角度而言,通过电话线传输语音的这一行为与您电路板中正在进行的活动并无二致。在海底光 缆问世之前,如果您曾经拨打过国际长途电话,您应该还记得这样的情形:您对电话另一端的人讲一句 话,等待片刻后,他/她才能听到您讲的话,然后您还需要再等待片刻才能收到对方的回应。通话过程很 慢也很别扭,但您知道,将您的声音传输到地球的另一端确实需要一些时间。但是,当您在街头与人讲 话或者跟相邻省的人通话时,您就不会感受到这种延迟,对吗?单凭直觉,您也知道将您的声音传到那 么远的地方肯定需要一些时间。现在,将类似的情形套用到您的电路板上。由于 PCB 上的 IC 之间的距离相对较短(尤其与电话线相比时), 人们往往不认为在 PCB 上传输信号需要时间。但时间是相对的,对于以不足 1 ns 的边缘率开关的信号而 言,IC 之间的这一小段距离不啻于其眼中半个地球的距离。该传输延迟被称为传播速度,计算方法比较 简单,对于典型的 FR4 PCB 材料尤其如此。让我们来看一下传播速度的数学公式: 其中,c 为光速,μ = 1(因为我们使用的是非磁性材料),而 Er 为介电常数。对于 FR4 而言,介电常数 通常约为 4.2。该数字存在一定的变数,但在这里我们不做深究。根据该公式,我们可以得出,PCB 上的 Vp 约等于 ,即大约光速的一半。非常简单的数学计算!现在,通过这个快速简单的数学公式,我们可以知道,信号每 1 ns 的传输距离约为 6 英寸,折合 165 ps/英寸。 我们将此传播延迟称为走线延迟。我们必须记住这些重要的数字,并将它们记在某个地方以方便随时取用。以上是在信号沿走线传输的过程中关于 PCB 电气特性的一些无可更改的事实数据,现在我们将进入主观 可控的部分 — 临界长度。临界长度用于我们刚刚计算的走线延迟与信号边缘率之间的比较,以确定该信 号是否可能存在质量问题。很多情况下,您需要使用 1/3 上升时间规则来执行此项比较。尽管这不失为一种有效的做法,但可能仍无 法满足您的质量要求。事实上,您可能需要更保守一些,例如使用 1/6 上升时间规则来捕捉潜在的问题。 以下是一个简单的示例,其中用到了一个具有 1 V 电压摆幅和 1 ns 边缘率的 15 欧姆驱动器。接收器是 一个高阻抗 CMOS 输入,传输电阻为 50 欧姆并具有变化的上升时间延迟。从图中不难发现,使用 1/3 上升时间规则时仍存在 300 mV 的较大过冲电压,如果我们使用这个不够保守 的数字,可能就会错过这一问题。不论您选择几分之几的边缘率,您必须牢记的是,走线延迟和边缘率与维持信号保真度密切相关。在这里,我需要指出的一点是,我们从未谈及工作频率。在本文中,您可以学到的一个重要事实是,信 号质量取决于边缘率,而不是工作频率。寻找设计中具有高开关边缘率的网络,而不要单单因为总线的 时钟频率高达 400 MHz 就认定它的边缘率很高。阻抗现在,我们讨论信号完整性研究的最后一步 — 阻抗。那么,什么是阻抗,它何以如此重要?阻抗是构成 PCB 的物理属性引起的,您需要关注阻抗的原因是走线的阻抗会影响到信号质量。您应该还 记得,在讨论传输线时,我提到过临界长度。在该主题中,我有意忽略的另一个重要方面就是,传输线 长度一旦超过临界长度,阻抗就会变得非常重要,因为它可能造成反射和信号质量失真。为确保在接收 器端获得良好的信号质量,匹配驱动器、传输线和接收器的阻抗变得非常重要。反射问题将另立主题加 以讨论,下面是您需要了解的关于传输线阻抗的一些内容。特性阻抗的基本公式是:我们可以看到,阻抗由走线的电容属性和电感属性构成。这对电路板设计人员有何意义?在很大程度上,您可 以基于叠层设计来影响走线的阻抗。关于叠层,我们可以用来控制阻抗的方面主要包括:电介质厚度、介电常 数和走线宽度。铜皮厚度也有影响,但相对而言没那么重要。通过电介质厚度,我们尝试确定应该将走线布在距离其参考层多远的位置。理想情况下,参考层通常是 接地层,但也可能是电源层。我们还需要考虑走线可能是微带线(位于电路板外层之上)或带状线(位于内层之上,走线上方和下方 均为参考层)结构。此外,还有其他结构类型,例如双带状线或埋设微带线。不过在这里,我仅提供两 种您需要处理的主要结构类型作为示例。在两个示例中,当减小电介质厚度时,阻抗就会下降。类似 地,增大厚度时阻抗就会增加。一般而言,对于相同的电介质厚度和走线宽度,由于带状线结构具有额 外的电容,因此微带线的阻抗会高于带状线。与电介质相关的另一个重要因素是介电常数。多数 PCB 中使用的标准 FR4 材料的相对介电常数(通常表 示为 Er 或 Dk — 两个符号可以互换)平均约为 4.3,但如果您选择了具有更低 Er 的电介质,它会导致阻 抗增大。类似地,如果增大 Er,阻抗就会下降。您可以用来控制 Er 的手段就是选择用于叠层设计的层压 板。如果您想要了解更多特殊材料选项,可以试试 Isola 或 Rogers,它们是层压板材料行业的两家领先供 应商。在走线阻抗中起到重要作用的最后一项因素是走线宽度。如果增大走线宽度,阻抗将会下降。如果减小 走线宽度,阻抗则会增加。那么,上述所有属性为什么会表现出这样的特性呢?您可以通过电容的计算公式来追溯大多数变化。 下面显示了平行板电容的计算公式,我们可以看到,介电常数、板间距 (d) 以及板面积 (A) 之间存在依赖 关系。我们可以发现,Er 与电容呈正比关系。回到特性阻抗公式,Er 与阻抗之间存在反比关系(即 Er 增大 → 阻抗下降)。我们还可以看到,随着两个平行板之间的间隔增大,它与电容之间存在反比关系,这意味 着它与阻抗之间存在正比关系(即间距增大 → 电容减小 → 阻抗增加)。最后,面积随走线宽度发生变 化,因此如果走线宽度增大,电容将会增大,而这意味着阻抗将会下降。HyperLynx 和 Xpedition Enterprise 中提供了多种叠层规划工具,在您需要进行阻抗规划时可以帮助您减轻 工作负担。对于给定叠层中的某个层,您只需输入目标阻抗,HyperLynx 就能告诉您需要的走线宽度。 或者您可以输入宽度,HyperLynx 将会告诉您任意给定层的阻抗。最后,我将为您留几道思考题,以帮助您从实践的角度思考阻抗控制的问题。在多数公司里,如果您设 计的是阻抗受控型电路板,您的制造商将会基于他们手头的材料调整您提供给他们的所有数值,以获得 目标阻抗。您可能指定 6 密耳的走线宽度,而他们可能在生产中使用 5.6 密耳,不过最终他们总会满足您 的目标阻抗要求。为了让您的制造商更好地满足阻抗目标,您可以使用以下技巧:针对您的不同目标阻 抗,分别指定稍有差别的走线宽度,尤其是涉及到差分阻抗时。例如,在叠层的第 4 层中,您可能需要 为单端走线使用 5 密耳走线宽度以获得 50 欧姆的目标阻抗,同时,在同一层内使用 5 密耳走线宽度获 得 100 欧姆的差分阻抗。对于单端走线,请在设计中输入 5.1 密耳走线宽度,而对于差分走线,则输入 4.9 密耳。这样,制造商就能独立地满足两个阻抗目标,而不必对其中任何一个做出折衷。版权声明:本资料属于购线网所有,如需转载,请注明出处,更多资料查看,请前往购线网!http://www.gooxian.com/
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2017-09-21
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电容和信号完整性技术介绍
电容和信号完整性技术介绍:One of the most “defining” of these characteristics is the capacitance of the device. Capacitance is an electrical attribute of any circuit element (resistance would be an example of another attribu
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2009-11-26
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信号完整性分析 Eric Bogatin
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2023-08-29
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于博士信号完整性研究
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2012-07-12
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《信号完整性分析》_Eric Bogatin
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2015-09-14
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信号完整性基础的入门手册
根据定义, “完整性”是指“完整和无损害的”。 同样,一个具有良好的完整性的数字信号有干净、快速的上升沿;稳定和有效的逻辑电平;准确的时间位置和没有任何的瞬态跳变。
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2021-01-05
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高速信号的电源完整性分析
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