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信号完整性分析ppt模板下载

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信号完整性分析ppt模板

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SI对国内是既生疏又熟悉。原先对付干扰、噪声的“三大法宝”是:接地、滤波、屏蔽,显得非常感性和粗放,已经严重落后。现在对SI量化和细化的研究逐渐呈现出浓厚的热情,已经有了一定的基础。 电子设计师需要普及SI知识,了解高速电路互连的SI机理,掌握SI分析与互连设计。 近期翻译出版四本译著:《信号完整性分析》、《数字信号完整性》、《抖动、噪声与信号完整性》、《芯片及系统中的电源完整性建模与设计》 0.1 高速的含义 现代数字电子系统正在突破1GHz的壁垒,芯片/PCB/系统的设计正在遭遇日益突出的信号完整性问题。 高于100MHz时钟的高频产品,被模糊地称作高速数字芯片和系统。严格讲:高频不一定高速;低频也不见得低速。 准确地说,当系统中数字信号的上升边小于1纳秒(ns)时,我们才称之为高速运行。此时互连不再透明,有可能对电路和系统造成颠覆性后果。 信号不完整,是互连不当遭遇高速才会出现的直接结果。 电路图给出元器件及其互连关系。而同一个网络,电属性相同,其互连拓扑关系可能如下:点到点;星簇(star cluster)是每个器件通过长度相等的传输线连接到中心节点上;菊花链(daisy chain) 是一条长传输线从每个器件附近经过,器件通过短桩线连在主传输线上。 点到点 近、远端簇 菊花链 周期性加载 0.3 信号完整性分类 信号完整性讨论的主要对象是数字信号,人们谈的只有数字信号完整性,一般不说模拟信号的完整性。这是由于数字信号的非理想退化而呈现的一种模拟效应。主要内因是非常短的数字信号前后沿(简称前沿)包含大量丰富的高频成分。   按照通常的说法,目前信号完整性研究主要分为芯片和PCB两个着力点。二者原理上相通、技术上有别。 SI的分析和测量,有时域和频域两类视点和途径。 物理互连本身的电阻、电容、电感和传输线效应影响了系统性能。SI分析一书的作者Eric将后果归结为四类SI问题: 反射(reflection); 串扰(crosstalk); 电源轨道塌陷(rail collapse); 电磁干扰(EMI)。 此种划分系一家之言!该书属入门读物,后两种涉及不深。 Eric研究信号完整性时,将互连对系统电气性能的影响从本质上归结为四类噪音问题:反射、串扰、电源噪声(SSN引起轨道塌陷)、EMI。需要创建各种互连线模型来分析其对系统带来的干扰和噪声。 反射(reflection)是指传输线上有回波(echo)。信号功率(电压和电流)的一部分经传输线上传输到负载端,但有一部分被反射回来形成振铃(ringing)。 过冲(overshoot):第一个峰值或谷值超过设定电压; 下冲(undershoot):紧邻的下一个谷值或峰值超过设定电压; 振铃(ringing):反复出现过冲和下冲。 ●有损传输线引起数据完整性(DI)问题 有损传输线引起上升边退化,从而引起符号间干扰或ISI,进而形成抖动,造成所谓的数据不完整问题。 当频率大于1GHz时,介质损耗的增长与频率成正比,而导线损耗与频率的平方根成正比(注意此处的自变量为频率)。 FR4的介质损耗危害程度示例:当传输10inch后,上升边将增加到100ps。 SI的四种分析、描述手段和途径 经验法则; 解析近似; 数值仿真 (有场和路两种途径); 实际测量。 SI仿真用软件 SPICE(侧重IC的仿真程序) Mentor公司:Hyperlynx Candence公司:SigXP(SigXplorer) Agilent公司:ADS Ansoft: HFSS(高频结构仿真器)、SI2D 0.5 信号完整性测量技术 测量高速互连的三种主要仪器 阻抗分析仪; 矢量网络分析仪(VNA); 时域反射仪(TDR)。

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