李玉山信号完整性分析
华为推荐书目(很好)
文档密级：
1 软件类
2 硬件类
1、《通信系统原理》（美）普埃克 等著，李锵 等译， 电子工业出版社 2、《无线通信原理与应用》作者：（美）拉帕波特 （Rappaport,T.S.） 著，周文安 等译，出 版 社：电子工业 出版社 3、《高速数字设计》，作者：（美）约翰逊 等著，沈立 等 译，出版社：电子工业出版社 4、《信号完整性分析》，作者：(美)伯格丁(Bogatin,E.) 著，李玉山 等译，出版社：电子工业出版社 5、《电磁兼容的印制电路板设计》，作者：（美）曼特罗 斯（Montrose，M.I.）著，吕英华 等译 ，出版社：机械工 业出版社 6、实用电子电路设计丛书 1、《电信运作教程》 2、《不抱怨的世界》 3、《赢》 4、《没有任何借口》 5、《你在为谁工作》 6、《积极思考的力量》 7、《首先，打破一切常规》
2613345061 序号 岗位 书目名称 1、C语言编程 2、数据结构 3、嵌入式操作系统 4、设计模式 5、软件工程，《Core Java 2 》 6、《C++ Primer(4E EN)》 7、《C语言数据结构(严蔚敏)》 8、《Head First SQL》 9、《敏捷软件开发：原则、模式与实践》
3 通用类
2015-5-5
华为机密，未经许可不得扩散
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2015-5-5
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13.阻抗测试原理
射频电路测试原理 误差理论 矢量信号分析仪 通用测试仪器 噪声系数分析仪 LNA 射频信号 PA DAC 混合信号
示波器 逻辑分析仪
矢量信号 ADC DSP(De/Mod)
DUPLEXER
Baseband
电路设计： 信号完整性 阻抗
网络分析仪 阻抗分析仪 （射频测试） 网络特性：传输特性、反射特性 时域反射计 频谱分析仪 信号特性（失真、功率）、传输特性 ＋信号发生器 模块/系统调试
门越来越多，开关速度越来越快
电源-地系统的设计目标是使电源分配系统的 阻抗最小
1Ω－>0.0001Ω 相邻的电源和地间介质尽量薄，紧密靠近；低电感 去耦电容；多电源管脚、多地管脚、短管脚；片内 去耦
12 射频电路测试原理 清华大学电子工程系 李国林 雷有华 2005春季学期m ε=20
19 射频电路测试原理 清华大学电子工程系 李国林 雷有华 2005春季学期
V V Z= = I C dV dt
例：电容的时域电阻
Z=
?
20 射频电路测试原理 清华大学电子工程系
sin ωt 1 sin ωt = C d sin ωt dt ωC cos ωt
李国林
雷有华
? 2005春季学期 落后90°
射频频带对阻抗的测量是困难的，但阻抗测 量可以使设计者更加明了如何使他们的设计 符合指标
17 射频电路测试原理 清华大学电子工程系 李国林 雷有华 2005春季学期
1 4 7 8 0 5
2 6 9
3
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二、阻抗的基本定义
阻抗的基本定义就是：流 经器件的电压电流比例关 系
阻抗定义适用于所有场合： 时域/频域，实际器件/理想 器件
考试
信号完整性(SI)分析-9~10传输线与反射
反射和失真使信号质量下降。一些情况下，它们看起来 就像是振铃。引起信号电平下降的下冲可能会超过噪声容 限，造成误触发。图 8.1 示例了短传输线末端由阻抗突变 造成的反射噪声。
Voltage, V ── 电压，V
time，nsec ──时间，ns
图 8.1 在 1 in 长、阻抗可控互连线的接收端，由于阻抗不匹配和 多次反射而产生的“振铃”噪声。
第二种特殊情况是传输线的末端与返回路径相短路， 即末端阻抗为 0。反射系数为(0 - 50) /(0 + 50) = -1。 1V 入射信号到达远端时，产生-1V 反射信号向源端传播。 短路突变处测得的电压为入射电压与反射电压之和， 即 1V + -1V＝0。这是合理的，因为如果此处是严格按定义 规定的短路，短路点两侧不可能有电压差。此处电压为 0V 的原因就是它是从源端出发的正向行波和返回源端的负向 行波之和。
高速电路与系统互连设计中 信号完整性(SI)分析
(之9~10[八]：传输线与反射)
李玉山
西安电子科技大学电路CAD研究所
8.0
提示
引言
如果信号沿互连线传播时所受到的瞬态阻抗发生变化，则一部分信号将
被反射，另一部分发生失真并继续传播下去，这一原理正是单一网络中多数信号完整 性问题产生的主要原因。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
reflected ──反射
incident── 入射
measured ──测量
图 8.4 如果区域 2 是开路，则反射系数
经常说信号到达传输线的末端时，其值翻倍。从数值上这是正确的，可实
际上发生的情况并非如此。总电压即两个行波之和虽然是入射电压的两倍，但是这样 说会引起错误的直觉。最好还是把末端电压看作入射电压与反射电压之和。
时域频域分析机理
时域频域分析机理姓名陈凯学号104972103056院系信息工程学院专业通信与信息系统班级信研1006提交时间：2011 年 6 月20 日目录摘要 (1)1引言 (2)2 时域频域概念 (3)2.1 时域 (3)2.2 频域 (4)3 时域频域的关系 (5)3.1 傅里叶变换 (5)3.2 信号的频谱 (7)3.3 傅里叶逆变换 (9)4 信号带宽 (11)4.1 带宽与上升时间 (11)4.2 带宽与时钟频率 (15)4.3 实际信号的带宽 (16)4.4 测量的带宽 (18)4.5 模型的带宽 (19)4.6 互连线的带宽 (21)5 参考文献 (23)时域频域分析机理摘要：时域和频域作为信号的基本性质，从不同方式来分析信号。
时域相对比较熟悉，频域则非常有助于理解和掌握许多信号完整性效应，两者之间可通过傅立叶变换相互转换。
而上升时间和带宽，前者是时域中的术语，后者是频域中的术语，它们是紧密联系的。
关键词：时域频域上升时间带宽Abstract：Time domain and frequency domain as the basic nature of the signal from the different ways to analyze the signal. Relatively familiar with the time domain, frequency domain is very helpful to understand and master the many effects of signal integrity between the two can be FFT conversion. The rise time and bandwidth, the former term is the time domain, frequency domain, which is the term, they are closely linked.Keyword：Time Domain Frequency domain Rise time Bandwidth1引言在高速信号完整性分析中，可以从时域和频域两个不同的角度去分析。
信号完整性分析与测试
信号完整性分析与测试信号完整性问题涉及的知识面比较广，我通过这个短期的学习，对信号完整性有了一个初步的认识，本文只是简单介绍和总结了几种常见现象，并对一些常用的测试手段做了相应总结。
本文还有很多不足，欢迎各位帮助补充，谢谢！梁全贵2011年9月16日目录第1章什么是信号完整性 ----------------------------------------------------------------------------------- 3第2章轨道塌陷------------------------------------------------------------------------------------------------ 5第3章信号上升时间与带宽 -------------------------------------------------------------------------------- 6第4章地弹 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8第5章阻抗与特性阻抗 -------------------------------------------------------------------------------------- 95.1 阻抗 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 95.2 特性阻抗 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 9第6章反射 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 116.1 反射的定义------------------------------------------------------------------------------------------- 116.2 反射的测试方法 ------------------------------------------------------------------------------------ 126.3 TDR曲线映射着传输线的各点----------------------------------------------------------------- 126.4 TDR探头选择--------------------------------------------------------------------------------------- 13第7章振铃 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 14第8章串扰 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 168.1 串扰的定义------------------------------------------------------------------------------------------- 168.2 观测串扰---------------------------------------------------------------------------------------------- 16第9章信号质量----------------------------------------------------------------------------------------------- 189.1 常见的信号质量问题 ------------------------------------------------------------------------------ 18第10章信号完整性测试 ------------------------------------------------------------------------------------- 2110.1 波形测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2110.2 眼图测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2110.3 抖动测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.1 抖动的定义 --------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.2 抖动的成因 --------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.3 抖动测试 ------------------------------------------------------------------------------------ 2310.3.4 典型的抖动测试工具：------------------------------------------------------------------ 2410.4 TDR测试 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2410.5 频谱测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2510.6 频域阻抗测试-------------------------------------------------------------------------------------- 2510.7 误码测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2510.8 示波器选择与使用要求： ---------------------------------------------------------------------- 2610.9 探头选择与使用要求 ---------------------------------------------------------------------------- 2610.10 测试点的选择 ------------------------------------------------------------------------------------ 2710.11 数据、地址信号质量测试--------------------------------------------------------------------- 2710.11.1 简述 ----------------------------------------------------------------------------------------- 2710.11.2 测试方法 ----------------------------------------------------------------------------------- 27第1章什么是信号完整性如果你发现，以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了，同样的设计，以前没问题，可是现在却无法工作，那么恭喜你，你碰到了硬件设计中最核心的问题：信号完整性。
基于Ansoft仿真分析的SSN解决方案探讨
基于Ansoft仿真分析的SSN解决方案探讨李学平;李玉山【摘要】利用Ansoft公司的设计仿真工具,结合具体电路对部分电源分配系统进行了优化设计,重点研究了对SSN(同步开关噪声)的抑制.对采用传统的加退偶电容方法提高其高频特性和高阻抗电磁表面(EBG)结构应用到具体电路设计中减小同步开关噪声(SSN)进行了比较,结果证明,采用EBG结构比传统单纯加去耦电容效果更佳.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】4页(P68-70,74)【关键词】电源完整性;同步开关噪声;退耦电容;高阻抗电磁表面结构【作者】李学平;李玉山【作者单位】西安电子科技大学,电子工程学院,陕西,西安,710071;西安理工大学,信控系,陕西,西安,710082;西安电子科技大学,电子工程学院,陕西,西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN41电源完整性PI(Power Integrity)是指由于开关器件数目不断增加，供电电压不断减小，电源输出产生波动，从而影响芯片的工作状态和输出信号的质量。
因此，除了分析信号完整性中的反射、串扰以及EMI之外，如何获得稳定可靠的电源系统成为一个新的重点研究方向。
PI(Power Integrity)和 SI(Signal Integrity)不可分割，以往的EDA仿真工具在进行信号完整性分析时，一般都是简单地假设电源绝对处于稳定状态，但是这与实际情况是不符合的，新一代的信号完整性仿真必须建立在可靠的电源完整性基础之上。
由于电源完整性不仅强调电源供给的稳定性，还包括在实际系统中总与电源密不可分。
因而如何减少地平面的噪声也是电源完整性中需要讨论的一部分。
本文主要就解决信号完整性问题中如何减小SSN做了探讨。
1 增加退耦电容抑制SSN本文以一个从Ansoft公司网站下载的，用于数字信号处理研究的电路板的设计为例说明增加退耦电容抑制SSN的过程。
电路板的电源层和地层的大小为22.86 cm×15.24 cm。
信号与电源完整性分拆与设计-李玉山第7讲
信号及电源完整性分析与设计[Chapter7]第七讲传输线设计及接地、过孔分析西安电子科技大学电路CAD研究所 李玉山17.0引言美国90％工程师按传输线设计互连。
说到底，传输线 是一种场的简化概念！关注的是互连的阻抗、时延和信号 的波形！ 准确分析高速互连的SI，要从认识传输线开始！ 传输线三种阻抗万变不离其宗，仍是阻抗的基本定义 。
只不过将传输线始端的输入阻抗简称为阻抗；将信号随 时遇到的及时阻抗称为瞬时阻抗。
如果在信号前进过程中 ，传输线的横截面，包括信号路径与返回路径几何结构都 不变的均匀传输线，则称其为特性阻抗。
2一般的传输线都是由两条有一定长度的导线组成。
图7.1给出传输线概念的本质特点，把一条称为信号 路径，另一条称为返回路径。
图7.1 传输线由任意两条有一定长度的导线组成。
其中一条标记为 信号路径，另一个为返回路径3一种糊涂认识：线电阻怎么是50Ω？是并联还是串联？ 注意，这里应是阻抗而非电阻！ 传输线的两个重要特征：特性阻抗和时延(低速场合均被忽略而已)，说的都是：传输线对信号的作用。
理想传输线模型 (彻底的分布式)性能与实际互连实测性 能更加吻合；模型带宽相当高。
理想传输线也可以用R-LG-C集总参数组合近似。
理想传输线是仿真工具箱中的一种新的电路元件，用于 仿真效果较好，但电路概念不够简明易懂。
47.1返回路径不同于“接地”以往我们简单地将“地”当作传输线返回路径。
信号完整性设计中，最忌讳的就是滥用“地”这一名词。
应习惯于把其他导体看作是返回路径。
事实上，中央 “ 地 ” 已经难觅，更多的是本地“地”。
电源布线主要考虑SSN，不要让多个返回路径形成“大 合唱”。
理想情况下每个信号都有单独的返回地路径。
即 使一般情况下信号与地引脚比率为8:1(认为电源引脚数=地引脚数)；超高速互连则要求这一比率为2:1。
5信号完整性的许多问题，源自返回路径设计不当。
要认真设计信号之外其他路径的几何形状 (它影响特性阻抗和耦合等)。
IBIS仿真模型的应用
的敏感信息， 从而保护了研发者及经销商的知识产 权。因此， 在高速 ＰＣＢ 仿真设计中， ＩＢＩＳ 模型受到仿 真者的青睐。为了便捷高效的应用好 ＩＢＩＳ 进行高速 ＰＣＢ 的仿真设计， 本文比较深入剖析了 ＩＢＩＳ 模型的 应 用 ， 从 ＩＢＩＳ 模 型 中 ， 可 以 得 出 以 下 几 个 方 面 重 要 结论：
ＩＢＩＳ（ Ｉ／Ｏ Ｂｕｆｆｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ） 模型采 用 Ｉ／Ｖ 和 Ｖ／Ｔ 表的形式来描述 数 字 集 成 电 路 Ｉ／Ｏ 单 元的电气特性， 并把这些数据记录在标准的文件中。 ＩＢＩＳ 行为建模数据可以通过裸芯片直接测量得到， 也可以由模拟获得， 因此行为模型不仅较 ＳＰＩＣＥ 模 型简单， 而且可能具有更高精度， 同时该模型具有分 段线性特性， 因此采用器件行为模型的模拟一般比 采用相应的晶体管模型模拟执行起来速度更快， 从 而可提高系统的电路分析效率。另外， 一个行为级的 器件模型不泄露任何有关设计技术和底层布线过程
ｍｉｎ
ｍａｘ
ｄＶ／ｄｔ＿ｒ
１．１７６６／０．１３０４ｎ １．０７１３／０．１９８７ｎ
１．２５８３／０．１０２２ｎ
ｄＶ／ｄｔ＿ｆ
１．１８８７／９６．７９１１ｐ １．０６１８／０．１５３６ｎ
１．２７５６／７２．６４１８ｐ
Ｒ＿ｌｏａｄ ＝ ５０．００００
可以看出在典型驱动的情况下，
Ｔｒ＝
ｄｔ＿ｒ＋ｄｔ＿ｆ ２
４ 倍和 ６ 倍的信号走线延时 Ｔｄ 的情况。上面的四组 波形中， 前三个波形都出现了一定的信号完整性问 题， 第四组波形正好是集中参数系统， 没有出现信号 完整性问题。由此证实了通过 ＩＢＩＳ 模型来估算信号 的上升时间 Ｔｒ， 进而确定 ＰＣＢ 走线的关键长度， 当这 个长度超过关键长度时应该考虑信号完整性问题。