信号完整性总结

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信号完整性介绍

信号完整性介绍

信号完整性基础知识术语、符号和缩略语术语1.信号完整性(Signal Integrity)信号完整性是指信号在信号线上的质量。

信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候具有所必需达到的电压电平数值。

2.传输线(Transmission Line)传输线是一个网络(导线),并且它的电流返回到地或电源。

3.特性阻抗(Characteristic Impedance)组成信号传输回路的两个导体之间存在分布电感和分布电容,当信号沿该导体传输时,信号的跃变电压(V)和跃变电流(I)的比值称为特性阻抗(Z0),即Z0=V/I。

4.反射(Reflection)反射就是在传输线上的回波。

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了。

如果源端与负载端具有相同的阻抗,反射就不会发生。

5.串扰(Crosstalk)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。

6.过冲(Overshoot)过冲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。

过分的过冲能够引起保护二极管工作,导致过早地失效。

7.下冲(Undershoot)下冲是指下一个谷值或峰值。

过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误(误操作)。

8.电路延迟指信号在器件内传输所需的时间(T pd)。

例如,TTL的电路延迟在3 ~ 20nS 范围。

9.边沿时间器件输出状态从逻辑低电平跃变到高电平所需要的时间(信号波形的10~90%),通常表示为上升沿(T r)。

器件输出状态从逻辑高电平下降到低电平所需要的时间(信号波形的90~10%),通常表示为下降沿(T f)。

10.占空比偏斜信号传输过程中,从低电平到高电平的转换时间与从高电平到低电平的转换时间之间的差别,称为占空比偏斜。

TTL和CMOS信号的占空比偏斜问题较为突出,主要是因为其输出的上升沿和下降沿延迟不同。

现代通信系统中的信号完整性分析

现代通信系统中的信号完整性分析

现代通信系统中的信号完整性分析在当今高度数字化和信息化的时代,通信系统的性能和可靠性对于我们的日常生活和工作至关重要。

无论是手机通信、互联网数据传输,还是卫星通信、广播电视等领域,都依赖于高效、准确的信号传输。

而在这一过程中,信号完整性成为了一个关键的因素,它直接影响着通信的质量和稳定性。

信号完整性,简单来说,就是指信号在传输过程中保持其原有特性和质量的能力。

如果信号在传输过程中出现失真、衰减、反射、串扰等问题,就会导致通信系统的性能下降,甚至出现通信故障。

那么,是什么原因导致了这些信号完整性问题的出现呢?首先,传输线的特性是影响信号完整性的一个重要因素。

在现代通信系统中,信号通常通过各种传输线进行传输,如电缆、微带线、双绞线等。

这些传输线具有一定的电阻、电感和电容特性,当信号在其中传输时,会产生信号的衰减和失真。

特别是在高速传输的情况下,传输线的寄生参数会对信号产生更大的影响。

其次,信号的反射也是一个常见的问题。

当信号在传输线的终端遇到不匹配的阻抗时,就会发生反射。

反射信号会与原信号叠加,导致信号的波形发生畸变,从而影响信号的完整性。

为了减少反射,通常需要在传输线的终端进行阻抗匹配,以确保信号能够顺利传输。

串扰也是影响信号完整性的一个重要因素。

在通信系统中,往往存在着多条并行的传输线,当信号在其中一条传输线上传输时,会通过电磁场的耦合在相邻的传输线上产生干扰信号,这就是串扰。

串扰会导致信号的噪声增加,降低信号的质量。

为了减少串扰,需要合理地设计传输线的布局和间距。

除了上述因素外,电源噪声、时钟抖动等也会对信号完整性产生影响。

电源噪声会导致信号的电压波动,从而影响信号的准确性;时钟抖动则会导致时钟信号的不稳定,影响整个系统的同步性能。

为了分析和解决信号完整性问题,工程师们通常采用一系列的方法和技术。

其中,仿真分析是一种常用的手段。

通过建立通信系统的模型,利用专业的仿真软件对信号的传输过程进行模拟,可以预测可能出现的信号完整性问题,并采取相应的措施进行优化。

第二讲——信号完整性

第二讲——信号完整性
T element,以及有损传输线(Lossy transmission line) 传输的损耗一般分为两种:铜损(copper loss)和介质损耗 (dielectric loss)。 PCB上的传输线分为以下几种:微带线(Microstrip)、埋入式微带 线(Embeded microstrip)、带状线(Stripline)。 2. 趋肤效应 高频时电流只在表层流动。 3. 介质损耗 介质中的dipole随电磁场转动,产生损耗。 4. 负载效应 传输线上的分布式负载能改变传输线的阻抗。
高速数字电路的特征(续4)
图中表示用傅立叶展开式来拟合方波的情况。当用5阶波形叠加时,其 信号与原方波还有明显的差别;若用10阶波形叠加时,则与原方波相பைடு நூலகம்差无几;若再用20阶的波形叠加的话,其改善程度已经不明显。所以 对方波信号的分析一般到10倍 f。(f。为方波的基频)即可。
信号分类
单端信号 差分信号 一次开关(Incident switching) 反射开关(Reflected switching)
一般IC对于过冲的高度和宽度的容忍度都有指标。因为过冲会使IC内部的ESD防护 二极管导通,通常电流有100mA左右。信号长期的过冲会使IC器件降质,并是电 源噪声和EMI的来源之一。
2. 振铃(Ringing/Ring Back) 振铃会使信号的threshold域值模糊,而且容易引起EMI。
3. 非单调性(Non-monotonic) 电平上升过程中的平台会产生非单调性,这有可能对电路有危害,特别是针对异步 信号如:Reset、Clock等会有影响。
2. 上升/下降沿时间 信号是否被看作为高速信号,和信号的周期关系不大。只要信号的 上升沿或下降沿很陡,它都有可能是高速信号。当然如果信号的周 期较短,其上升下降沿必然很陡,当然也就是高速信号了。

集成电路设计中的信号完整性分析与优化

集成电路设计中的信号完整性分析与优化

集成电路设计中的信号完整性分析与优化随着现代电子技术的发展,集成电路已经成为大部分电子产品中不可或缺的一部分。

在集成电路设计中,信号完整性是一个绕不开的话题。

在高速集成电路系统中,信号完整性的保障至关重要。

本文将阐述集成电路设计中信号完整性的重要性,以及分析和优化信号完整性的方法。

一、信号完整性的概念信号完整性通常指的是信号在途中受到的损耗、反射和干扰等影响对信号质量的影响。

在高速集成电路设计中,主要涉及到共模噪声、串扰、时钟漂移、功率噪声等问题,这些问题都会对信号完整性产生负面影响。

在集成电路设计中,信号完整性对于电路性能的保障至关重要。

如果信号完整性存在问题,会导致信号失真、时序误差、电磁兼容性(EMC)问题等,从而影响产品的可靠性和性能。

因此,在高速集成电路设计中保障信号完整性已经成为了一项必须考虑的关键任务。

二、信号完整性分析与优化1.仿真与分析在设计一款高速集成电路时,仿真和分析是保障信号完整性的最基本手段。

信号完整性分析通常是通过工具仿真来完成的,主要包括电磁仿真、功率完整性仿真和时钟完整性仿真等。

通过仿真可以得到各种信号参数,如传输速率、时延、噪声干扰等,并以此为基础进行信号完整性的下一步优化。

2.布局与设计在信号完整性的优化中,良好的布局和设计也是至关重要的。

首先,需要避免布线的过长、过细,以免引发串扰、反射等问题。

其次,布局中会遵循规定的电性长度,以保证严格的时间同步,从而最大限度地减少时钟漂移、时序误差等问题。

3.电源和地线的设计在高速集成电路系统中,电源和地线的设计也是信号完整性的关键因素。

电源和地线的引入会造成电压变化和噪声产生,因此需要进行合理的布线。

在设计中应该避免信号线和电源/地线平行布线,以减少串扰和互感耦合的发生。

4.屏蔽和滤波为了进一步减少信号噪声和串扰,信号屏蔽和滤波也是信号完整性优化的常用方法。

具体来说,可以使用屏蔽罩、滤波器等措施来减少信号噪声和干扰。

5.仿真和测试信号完整性的评估离不开仿真和测试。

信号完整性复习

信号完整性复习

第一章概论狭义的信号完整性(SI),是指信号电压(电流)完美的波形形状及质量。

广义的信号完整性(SI),指在高速产品中,由互连线引起的所有信号电压电平和电流不正常现象,包括:噪声、干扰和时序等。

由于物理互连造成的干扰和噪声,使得连线上信号的波形外观变差,出现非正常形状的变形,称为信号完整性被破坏。

信号完整性问题是物理互连在高速情况下的直接结果。

信号完整性强调信号在电路中产生正确响应的能力。

信号无失真:信号经过一个系统后,各个参数被等比例地放大或缩小。

高速的含义:(严格地,高频不一定高速,低频也不一定低速)当系统中的数字信号的上升边小于1ns或时钟频率超过100MHz时,我们称之为高速运行。

物理互连的电阻、电容、电感和传输线效应影响了系统性能。

作者Eric将后果归结为四类SI问题:反射(reflection);串扰(crosstalk);电源噪声(同步开关SSN、地弹、轨道塌陷);电磁干扰(EMI)。

反射(reflection)是指传输线上有回波。

信号功率(电压和电流)的一部分经传输线上传输到负载端,但是有一部分被反射回来形成振铃(ringing),振铃就是反复出现过冲和下冲。

(过冲是指第一个峰值或谷值超过设定电压;下冲类似)。

振铃现象实际上是由阻抗突变产生的反射引起的。

减小阻抗突变问题的方法就是让整个网络中的信号所感受的阻抗保持不变当信号从驱动源输出时,构成信号的电流和电压将互连线看做一个阻抗网络。

当信号沿网络传播时,它不断感受到互连线引起的瞬态阻抗变化。

如果信号感受到的阻抗保持不变,则信号就保持不失真。

一旦阻抗发生变化,信号就会在变化处产生反射,并在通过互连线的剩余部分时发生失真。

如果阻抗改变的程度足够大,失真就会导致错误的触发。

串扰crosstalk)是指两个不同的电性能网络之间的相互作用。

通常,每一个网络既产生串扰,也会被干扰。

电源噪声主要指同步开关噪声(SSN)。

地弹是返回路径中两点之间的电压,它是由于回路中电流变化而产生的。

电气工程中的信号完整性分析

电气工程中的信号完整性分析

电气工程中的信号完整性分析在当今高度数字化和信息化的时代,电气工程领域的发展日新月异。

从智能手机到超级计算机,从医疗设备到航空航天系统,电子设备在我们的生活中无处不在。

而在这些复杂的电子系统中,信号完整性成为了确保设备性能稳定、可靠运行的关键因素。

信号完整性,简单来说,就是指信号在传输过程中保持其准确性、完整性和及时性的能力。

如果信号在传输过程中出现失真、衰减、反射、串扰等问题,就可能导致系统性能下降、误码率增加、甚至系统故障。

因此,对电气工程中的信号完整性进行深入分析和研究具有极其重要的意义。

首先,让我们来了解一下信号完整性问题产生的原因。

信号在传输线上传播时,会遇到各种阻抗不匹配的情况。

比如,当信号从驱动源输出,经过传输线到达负载时,如果驱动源的输出阻抗、传输线的特性阻抗和负载的输入阻抗不匹配,就会引起信号的反射。

反射的信号会与原信号叠加,导致信号波形失真。

此外,相邻传输线之间的电磁耦合会产生串扰,使得相邻信号之间相互干扰。

同时,传输线的损耗会导致信号的衰减,从而影响信号的强度和质量。

为了分析信号完整性问题,我们需要一些重要的工具和技术。

时域反射计(TDR)就是其中之一。

TDR 可以通过向传输线发送一个快速上升的脉冲,并测量反射回来的脉冲,来确定传输线中的阻抗不连续点和故障位置。

另一个常用的工具是示波器,它可以直观地显示信号的波形,帮助我们观察信号的失真、噪声等问题。

此外,还有一些仿真软件,如ADS、HFSS 等,可以在设计阶段对电路进行建模和仿真,预测可能出现的信号完整性问题,并提前采取优化措施。

在实际的电气工程应用中,信号完整性问题在高速数字电路中尤为突出。

随着数字信号的频率不断提高,信号的上升时间和下降时间变得越来越短,这对信号传输的要求也越来越高。

例如,在计算机主板上,高速的总线信号需要在严格的时序要求下进行传输,如果出现信号完整性问题,可能会导致数据传输错误,影响计算机的性能。

在通信系统中,高速的射频信号也需要保持良好的完整性,以确保信号的质量和传输距离。

现代电路设计中的信号完整性分析

现代电路设计中的信号完整性分析

现代电路设计中的信号完整性分析在当今高度数字化和集成化的电子世界中,电路设计的复杂性日益增加。

信号完整性已经成为确保电子系统可靠运行的关键因素之一。

简单来说,信号完整性指的是信号在传输过程中保持其准确性、完整性和时序特性的能力。

如果信号完整性出现问题,可能会导致系统性能下降、数据错误、甚至系统崩溃。

那么,为什么信号完整性在现代电路设计中如此重要呢?随着电子设备的工作频率不断提高,信号的传输速度也越来越快。

在高速情况下,信号的行为不再像在低速时那样简单和可预测。

例如,信号在传输线上可能会出现反射、串扰、衰减等现象,这些都会影响信号的质量。

反射是信号完整性中的一个常见问题。

当信号在传输线的终端遇到阻抗不匹配时,就会发生反射。

这就好像声音在一个封闭的房间里反射一样,会产生回声。

在电路中,反射会导致信号的失真和叠加,可能会引起误码或者时序错误。

串扰则是另一个需要关注的问题。

当相邻的传输线之间存在电磁场耦合时,就会发生串扰。

一条线上的信号可能会干扰到相邻线上的信号,导致信号的噪声增加,影响系统的性能。

衰减也是不可忽视的。

信号在传输过程中会因为电阻、电容和电感等因素而损失能量,导致信号的幅度减小。

如果衰减过大,可能会使接收端无法正确识别信号。

为了确保信号完整性,电路设计师需要在设计阶段就进行充分的分析和优化。

首先,要合理选择传输线的类型和参数。

不同类型的传输线,如微带线、带状线等,具有不同的特性,适用于不同的应用场景。

同时,传输线的阻抗、长度、宽度等参数也需要根据信号的频率和特性进行精心设计。

其次,布局和布线也是至关重要的。

在电路板上,元件的布局应该尽量减小信号传输的路径长度,减少反射和串扰的可能性。

布线时,要遵循一定的规则,如保持传输线之间的间距、避免直角转弯等。

电源和地的设计也会影响信号完整性。

稳定的电源供应是保证电路正常工作的基础,而良好的接地可以减少噪声和干扰。

在进行信号完整性分析时,通常会使用一些专业的工具和技术。

电子设计中的信号完整性分析

电子设计中的信号完整性分析

电子设计中的信号完整性分析在电子设计过程中,信号完整性分析是非常重要的一部分。

信号完整性是指在信号传输过程中保持信号的准确性、稳定性和可靠性,确保信号不会失真或受到干扰。

在现代高速电子设备和系统中,信号完整性分析变得尤为关键,因为高速信号传输会受到许多因素的影响,如信号衰减、延迟、串扰和反射等问题。

信号完整性分析最常见的方法之一是使用传输线理论。

在高速信号传输中,信号被视为在传输线上传输的电磁波,传输线上的阻抗、衰减、延迟等参数都会影响信号的传输质量。

因此,通过对传输线的参数进行建模和仿真,可以帮助设计工程师分析和优化信号的传输性能。

另外,时域分析和频域分析也是信号完整性分析的重要工具。

时域分析可以用来研究信号在时间轴上的波形变化,包括上升时间、下降时间、峰值电压等参数;而频域分析则可以用来研究信号在频率域上的频谱信息,包括频率响应、谐波失真等参数。

通过时域分析和频域分析,设计工程师可以更全面地了解信号的特性和传输过程中可能出现的问题。

除了传输线建模和时频域分析,设计工程师还可以通过仿真软件进行信号完整性分析。

仿真软件可以模拟不同信号在设计电路中的传输过程,帮助工程师快速找出潜在的问题并优化设计方案。

通过仿真软件,设计工程师可以对不同参数进行调整,如传输线长度、阻抗匹配、信号的波形和频谱,以达到最佳的信号完整性。

此外,设计工程师在进行信号完整性分析时还需要考虑一些其他因素,如接地设计、功率分配、EMI(电磁干扰)和ESD(静电放电)等。

这些因素都可能会对信号的传输过程造成影响,设计工程师需要综合考虑这些因素,以保证信号的可靠传输和稳定性。

总的来说,在电子设计中的信号完整性分析是保证高速电子系统可靠性和稳定性的关键步骤。

通过传输线建模、时频域分析、仿真软件以及综合考虑其他因素,设计工程师可以找出潜在的问题并优化设计方案,确保信号的准确传输和稳定性,从而提高电子系统的性能和可靠性。

通过不断学习和应用信号完整性分析的方法,设计工程师可以更好地应对日益复杂的电子系统设计挑战,推动电子科技的发展。

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2.信号完整性问题一般分为四种:单一网络的信号质量、相邻网络间的串扰、轨道塌陷和电磁干扰。

6.使用三种级别的分析来计算电气效应——经验法则、解析近似和数值仿真工具,这些分析可以应用于建模和仿真。

7.测量无源器件和互连线的电气特性的仪器一般有三种:阻抗分析仪、网络分析仪、时域反射计。

这些仪器对减小设计风险、提高建模和仿真过程精度的可信度起着重要作用。

8.四种信号完整性问题的一般解决方法,信号质量(设计原则):信号在经过整个互连线时所感受到的阻抗应相同。

串扰:保持线条间的间隔大于最小值,并使线条与非理想返回路径间的互感最小。

轨道塌陷:使电源/地路径的阻抗和电流噪声最小。

电磁干扰:使带宽以及地阻抗最小,采取屏蔽措施。

4. 数字信号的上升时间通常是从终值的10%到90%的时间。

5. 正弦波是频域中惟一存在的波形。

6. 傅里叶变换是将时域波形变换成由其正弦波频率分量组成的频谱。

7. 理想方波的频谱的幅度以速率1/f下降。

8. 去掉方波中的较高频率分量,上升时间就会增加。

9. 与同频率理想方波的同次谐波相比,一般信号的带宽是指“有效”的最高正弦波频率分量。

10. 信号带宽是0.35/(信号的上升时间),一个经验公式。

12. 测量带宽是指有良好精度时的最高正弦波频率。

13. 模型的带宽是指采用该模型描述后的预测值与互连线的实测性能能很好吻合时的最高正弦波频率。

14. 互连线带宽是指互连线传输性能满足指标时的最高正弦波频率。

15. 互连线3dB带宽指的是信号衰减小于—3dB时的正弦波频率。

1.阻抗是一个描述所有信号完整性问题及解决方法的很有效的概念。

2.阻抗描述了互连线或元件中电压和电流的。

从根本上说,它是器件两端的电压与流经器件的电流之比。

3.不要把构成实际硬件的真实电路元件相混淆,理想电路元件是对真实世界的近似数学描述。

6.虽然阻抗的定义在时域和频域中是相同的,但是在频域中总结电容电感的描述方法则更简单更容易。

7.理想电阻的阻抗是不随频率变化的常数,而理想电容的阻抗则随1/wC而变化,理想电感的阻抗则随wL而变化。

8.SPICE是一个非常有力的工具,它可以对时域和频域任何电路的阻抗或电压和电流波形进行仿真。

对阻抗进行处理的工程师都应有SPICE软件。

1.把物理特性转变为电气模型是优化系统电气性能的关键一步。

3.对互连线首尾两端电阻的最有用近似就是:R=体电阻率×长度/横截面积。

6.均匀线条的单位长度电阻是恒定的。

宽10mil的0.5盎司铜导线的单位长度电阻是0.1Ω/in。

9.对于0.5盎司的铜导线,它的方块电阻是1mΩ/sq。

10.由于趋肤效应的影响,导线的电阻在高频时会增加。

对于1盎司的铜导线,电阻在20MHz处开始增加。

1.电容是对两导体间存储电荷能力的度量。

4.只有同轴型、双圆杆型和圆杆-平面型这三个结构的表达式是精确的。

5.一般来说,导体间距越大,电容量越小;导体间重叠的面积越大,电容量也越大。

6.介电常数是材料的一个固有特性,它反应了材料使电容量增加的程度。

7.电路板上的电源平面和地平面之间是有电容的,但是这个电容量很小,可以忽略不计。

两平面的作用是提供低电感回路,而不是提供去耦电容。

8.若要求精度优于10%,就不应使用微带线和带状线的IPC近似计算式。

9.一旦二维场求解器经过验证,就可以用来计算均匀传输线结构的单位长度电容,其精度优于1%。

10.若微带线的厚度增加,单位长度电容也将增加,但增加幅度非常小。

导体从非常薄变化到2盎司铜厚时,电容量仅增加3%。

11.若微带线顶层介质凃层的厚度增加,电容量也将增加。

当涂层厚度与线宽相同时,涂层可以完全包裹住边缘场,这时电容量可增大20%。

12.有效介电常数是个复合介电常数。

它是材料不均匀分布和部分电力线通过不同材料时(如微带线中)的介电常数。

用二维求解器可以很容易的计算出有效介电常数。

1. 电感影响信号完整性问题中的各个方面。

2. 电感定义:导线中有单位安培电流时,导线周围磁力线匝数。

3. 电感的限定词:它们(自感和互感)指明了产生磁力线的导线; 对导线的多大一部分(局部电感和回路电感)计算磁力线; (净电感)指出要包括源自回路其它部分的所有磁力线。

4.感应电压:导线周围磁力线匝数发生变化时,导线两端就会产生电压,而且此电压与磁力线匝数变化的快慢有关。

5. 地弹是由于流过地返回路径净电感的电流发生变化(dI/dt),而在地返回路径的不同部分之间感应出了电压。

6. 减小地弹就是要减小返回路径的净电感。

7. 要获得最低的轨道塌陷噪声,就要使芯片焊盘到去耦电容器间的回路电感尽量小。

8. 过孔出砂孔区域会使两平面间的回路电感增加。

当空闲面积约为50%时,回路电感约增加25%。

9 .随着电流正弦频率升高,电流分布趋向于导线的外表面,并使信号电流和返回电流尽可能靠近。

频率升高,电感下降;电阻随频率的平方根而增加。

10. 当电流在均匀平面附近时,即使此平面是悬空的,感应的涡流会使电流回路的自感(电感)减小。

1. 传输线是一种新的基础性理想电路元件,它精确地描述了均匀横截面互连线的所有电气特性。

2. 不再使用“地”这个词,采用返回路径这一术语。

3. 信号在传输线中的传播速度等于导线周围材料中的光速,它主要由绝缘体的介电常数决定。

4. 传输线的特性阻抗描述了当信号在均匀线上传输时所受到的瞬态阻抗。

5. 传输线的特性阻抗与单位长度电容和信号速度呈现相反的关系。

6. 从传输线始端看进去的输入阻抗随时间而变化。

最初在往返时间内为传输线的特性阻抗,但随着终端、线长和测量时间的不同,输入阻抗可能为任意值。

7. 可控阻抗电路板的所有线条应有相同的特性阻抗,这是确保信号完整性的必要条件。

8. 信号沿传输线传播,形成一个电流回路,其中的电流沿信号路径流出并经返回路径环回来。

任何干扰返回路径的因素都会增加返回路径的阻抗,并产生地弹电压噪声。

9. 理想传输线可以用n节LC集总电路模型来精确地近似。

要求的带宽越高,LC电路的节数就越多。

10. 为了确保精度,前沿的空间延伸应至少需要3.5节LC电路。

11. 理想传输线总是均匀互连线的精确模型,它与上升时间以及互连线长度无关。

1. 信号无论在何处遇到阻抗突变,会发生发射,传输信号会失真。

这是单一网络信号质量问题的主要根源。

2. 一个粗略的经验法则:只要传输线的长度(in)比信号上升时间(ns)长,就需要端接,以避免过量的振铃噪声。

3. 源端串联端接是点对点互连常用端接方式。

添加串联电阻,并使此电阻器与源阻抗之和等于导线的特性阻抗。

4. 对于涉足信号完整性问题的工程师而言,SPICE仿真器或行为仿真器是不可缺少的。

它们可以对由于阻抗突变而产生的多次反射进行仿真。

5. 一个粗略的经验法则:为了确保反射噪声小于5%,应保证导线特性阻抗的变化小于10%。

6. 一个粗略的经验法则:如果短传输线突变的长度(in)小于信号上升时间(ns),突变造成的反射不会引发问题。

7. 一个粗略的经验法则:如果短桩线的长度(in)小于信号上升时间(ns),桩线造成的反射不会引发问题。

8. 导线远端的容性负载引起时延累加,但不会引发信号质量问题。

9. 经验法则:如果导线中途的容性突变电容量(pF)大于信号上升时间(ns)的4倍,它会造成过量的反射噪声。

10. 导线中途容性负载所引起的时延累加(ns)约为电容量(pF)的25倍。

11. 拐角产生电容,电容量(fF)约是线宽(mil)的两倍。

12. 均匀分布的容性负载会降低导线的有效特性阻抗。

13. 可允许的感性突变值(nH)约为信号上升时间(ns)的10倍。

14. 在电感两侧添加电容,可以使信号误认为遇到的是均匀传输线的一部分,从而把感性突变造成的影响降到最低。

这种方法可以用来控制过孔,使其对于高速信号也做到几近消失。

1. 上升边退化引起位序模式有关的噪声,称为ISI。

2. 互连线与频率有关损耗包括导线损耗和介质损耗。

3. 信号沿传输线传播时,高频分量比低频分量衰减得多,所以信号上升边增大。

导致传播信号时带宽的下降。

4. 大约1GHz时,8 mil线条上的两种损耗是相当的。

频率更高时,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。

5. 频率只要在几MHz以上,传输线特性阻抗和信号速度就不受损耗的影响。

6. 频率高于1GHz时,介质损耗占主导作用。

材料越好,耗散因子越低。

FR4材料的耗散因子为0.02,它的性能最差。

(现有的耗散因子参数值是如何获得的?)7. 有损线模型可以非常精确地预估传输线损耗性能,其单位长度串联电阻与频率的平方根成正比,单位长度并联电导与频率成正比。

这一模型可以用于分析ISI。

8. 除材料损耗外,任何阻抗突变都可引起上升边退化和ISI。

将电容与电感设法匹配可消除50Ω线上过孔影响。

9. FR4的介质损耗对上升边的退化约为10ps/in。

1. 串扰与两个或多个信号/返回回路之间的容性耦合和感性耦合有关。

它通常都很大,足以引起许多问题。

2. 返回平面是宽平面时,串扰最低。

这时,容性耦合与感性耦合相当,两者都必须被考虑。

3. 串扰主要是由于边缘场的耦合,所以减小串扰最重要的方法就是增大信号路径之间的距离(远离)。

4. 与动态信号路径相邻的静态线上近端噪声和远端噪声的特征是不同的。

近端噪声与容性耦合电流和感性耦合电流的总和有关,远端噪声与容性耦合电流和感性耦合电流的差有关。

5. 对于总线中耦合的最坏情况,为了保持近端噪声小于5%,50Ω传输线线间的距离应至少为线宽的两倍。

6. 耦合长度等于上升边的空间延伸时,近端噪声将达到最大饱和值。

7. 远端噪声与耦合长度时延和上升时间的比值成正比。

对于一对间距等于线宽的微带线,当耦合长度时延等于上升时间时,远端噪声约为4%。

8. 在紧耦合总线中,只考虑受害线两边最近的两条攻击线,就可以包括95%耦合噪声。

9. 带状线中没有远端串扰。

10. 如果要求有非常高的隔离度,应使用有防护布线的带状线,这时隔离度可以大于-160dB。

11. 在有些封装和接插件中互感在耦合噪声中占主导地位。

随着上升时间减小,两个信号/返回路径的回路之间最大容许的互感量也减小。

这将使设计高速性能器件变得更加困难。

1. 差分对是任意两条传输线。

2. 与单端信号相比,差分信号在信号完整性方面有很多优势。

如降低了轨道塌陷和EMI,有更好的抗噪声能力,对衰减不敏感。

3. 加在差分对上的每个信号都可以用该信号的差分信号分量和共模信号分量描述。

每个分量在线对上传播时会受到不同的阻抗。

4. 差分阻抗是差分信号感受到的阻抗。

5. 模态是差分对的特殊工作状态。

激励某种模态的电压模式将沿线无失真地传播。

6. 差分对可以完全地用奇模阻抗、偶模阻抗、奇模时延、偶模时延加以描述。

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