cadence信号完整性分析精要总结
第1章 高速电路基础要点
1、 高速电路的定义：数字逻辑电路的频率达到或超过50MHZ ，而且工作在这个频率之上
的电路占整个系统的1/3以上，就可以称为高速电路。
2、 高速信号实质：信号传输时间大于数字信号驱动端上升时间的1/2，则可以认为是高速
信号并产生传输线效应，实质是，：传输时间小于上身时间的一半时，那么在本次信号
状态改变前，接收端的反射信号就已经到达驱动端，不会引起逻辑错误，反之，大于一
半时，接收端的反射信号就可能会与下一次驱动端的输出信号进行叠加，若反射信号很
强，就可能会影响下一次输出的正常逻辑。
3、 高信号的确定：Tr 表示信号上升时间，Tpd 表示传输延迟，若Tr>4Tpd,信号在安全区域，
若2 Tpd 证信号落在安全区域。 4、 传输线：传输线上由两个具有一定长度的导体组成的回路的连接线，有时也称延迟线， 传输线上每一点都有不同的电势。（可以理解为机械波的振动，或电场吸纳促使电子移 动导致电位变化模型，需要时间，故不同点电位不一致，不深按纠） 5、 传输线的确定：信号传输路径长度大于信号波长的1%，或接收端元器件是边缘敏感， 或系统没有过冲和下冲容限，此时虚认为传输路径是传输线。（实质：边沿时间、波形 变化时间、传输时间三者很接近时就必须考虑为传输线） 零碎常识： (1)、PCB 上走线等效电阻阻值约为0.25～0.55Ω (2)、空气电信号传播速度85ps/in ，空气介电常数约为1，真空为1. (2)、FR4内层布线180ps/in ，介电常数为4.5；外层：140～180,2.8～4.5 6、反射系数：Z L 是当次传播负载端等效阻抗，Z O 当次传播输出端等效阻抗。 ρL =O L O L Z Z Z Z + ７、反射电压：反射系数乘ρL 以输入电压Vi 。即Vf=ρL *Vi 注：上表达式是乘以输入电压，即得反射电压，不在需要与1或原始量进行加减运算。 8、反射点电位：等于该点处初始电压加上反射电压：Uf=U0+Vf 注：某点的电位等于改点原始电位加上反射电压，如果反射过几次则从第一次开始逐渐 加，通过反射系数计算为正则加正值，为负则加负值。不要将反射电压与改点电位混淆。 9、传输线效应：因为传输线引起的电路负面效应： （1）、反射信号（reflected signals,） (2)、延时和时序错误（Dealy & Timing errors ） (3)、多次跨域逻辑电平门限错误（False Switching ） (4)、过冲与下冲（Overshoot/undershoot ） (5)、窜扰（crosstalk ） (6)、电磁辐射（EMI radiation ） 零碎常识： 1mil=0.001in=0.0254mm [1in=2.54cm=25.4mm] 1OZ(盎司)=35.0um 10、PCB叠层设计 叠层设计要点： ?敷铜层最好是对称成对设置，这有助于工艺上平衡结果要求，不平衡敷铜易导致PCB膨胀时翘曲变形。 ?每个信号层都能和至少一个敷铜层紧邻，这有助于阻抗控制盒提高信号质量。 ?缩短电源和地层的距离，可以降低降低电源的阻抗。 ?在高速情况下加入多余的底层来隔离信号层，但建议不要加电源层来隔离，因为电源层会带来较多的高频干扰噪声。 1、单双面板设计注意点： ?重要的信号线一定要紧靠底线。 ?布局是根据元器件特新划分区域，如对噪声敏感的元器件放在一起。 ?将包含关键信号（如时钟）元器件摆放在一起，高速信号之间，以及和其他信号之间保持一定的隔离。 ?如果有不同的地（模拟或信号），要分开处理，一般采用单点接地。 ?电源盒地线尽可能靠近，减少各种回路的面积。 2、四层板设计注意点： 四层板分为两种：均匀间距和非均匀间距 （1）、均匀间距是指各层间距相等，优点在于电源盒地之间的间距很小，可以大幅度降低电源阻抗，提高电源的稳定性，缺点在于信号层阻抗高通常为105~130Ω。 （2）、非均匀型：电源与地平面见采用填充材料，此时信号层能进行很好的阻抗控制且可以提高信号的质量，减少EMI，缺点是电源地间距大，耦合弱，阻抗增加，不过可以通过旁路电路改善。 四层板推荐叠层方式： TOP-------------Singnal 顶层信号层 Inner1----------GND 内电层 Inner2----------POWER 内电层 BOTTOM----------Singnal2 底层信号层 3六层板设计： 三层信号方案，也便于电源的阻抗控制（很常用） TOP------------------------Single1 信号层1 Inner1---------------------GND内电层地 Inner2---------------------Single2 信号层2 Inner3---------------------Power内电层电源 Inner4---------------------GND内电层地 Bottom---------------------Single3 信号层3 四层信号方案，也便于电源的阻抗控制（应用较少） TOP------------------------Single1 信号层1 Inner1--------------------- Power内电层地电源 Inner2---------------------Single2 信号层2 Inner3--------------------- Single3 信号层3 Inner4--------------------- GND内电层地 Bottom---------------------Single4 信号层4 4八层板设计： TOP------------------------Single1 信号层1 Inner1---------------------GND内电层地 Inner2---------------------Single2 信号层2 Inner3---------------------GND内电层地 Inner4--------------------- Power内电层电源 Inner5--------------------- Single3 信号层3 Inner6---------------------GND内电层地 Bottom---------------------Single4 信号层4 包含两个最佳布线层，信号质量大幅度提升。 零碎常识： （1）、低频时电流将沿着电阻最小路径传播，高频时沿电感最小路径传播 （2）、去耦电容作用：当元器件内部门电路转换时，会在元件内部产生瞬间阻抗变化，导致电流的瞬时变化，为减少电源盒信号电压波动，使用去耦电容可以为这些瞬间变化的电流提供低阻抗回路。具体而言：当由高到底时，提供瞬间电压电流能量，而不需要从较远处的电源回路吸取电流（较远处电源存在更长的传播途径，更高的回路阻抗，越靠经路径短，等效阻抗低，且电容本身瞬时阻抗相对于电源也更小）；当由低变高时，电容起吸收作用，将原来流向开关管内部的参与能量吸收掉。因此不管是有高达到低还是由低到高，都提供了低阻抗回路。 11、拟制电磁干扰的方法：良好叠层设计、良好接地、降低表层器件密度、布线上避免 直角布线、远离PCB边缘、缩小PCB面积等。 12、高速PCB布线基本原则： 合理选择层数，减小高速器件引线弯折及长度，减少引线层间交叠（即减少过孔，过孔能带来0.5PF的分布电容，减少过孔能提高速度）、相邻层走线垂直减少串扰、重要信号进行包地处理、不能形成环路、每个集成电路附近设置高频去耦电容。 13、提高电磁抗干扰的措施（见图片） 14、过孔相关知识 1、过孔深度超过钻孔直径的6倍时，无法保证孔壁能均匀镀铜，直径小于等于6mils 的过孔，成为微孔。 过孔寄生电容： 孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于： C=1.41εTD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。举例，一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用内径为10Mil，焊盘直径为20Mil 的过孔，焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是： C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF，这部分电容引起的上升时间变化量为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 过孔寄生电感： L=5.08h[ln(4h/d)+1] 其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出， 过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信 号的上升时间是1ns ，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω 平板电容公式： 平板式电容计算公式：C=ε *ε0* S/d; 式中：电容C ，单位F ；相对介电常数；ε0真空介电常数8.86×10（-12方）单 位F/m ；面积S ，单位平方米；极板间距d ，单位米。 总结：过孔的寄生电容一般在0.几的数量级，如0.3,0.5等，与过孔焊盘大小及板 厚有关，过孔寄生电感一般在1nH 左右级别 15、当前PCB 一般加工水平 最小线宽：4mil(0.1mm), 最小线间距等同线宽 最小孔径：0.2mm(8mil) 最小板厚：0.3mm 16、阻抗匹配端接技术 （1）、串行端接，一般串联短接是靠近源端，通过消除负载端反射回来的电压，阻止 传输线的二次反射。 优点：功耗低，形式简单，且有限流作用有助于地弹噪声和抗ESD 特性。 缺点：1):输出端阻抗可能会随输出状态、电压、频率、温度等变化，从而难以 长期有效保持阻抗稳定匹配。2):且不能消除多个负载间反射（因串联电阻Rs 的分压作 用，在源端会出现半波幅度信号，会干扰其它负载点），不太适合于多负载型电路。3): 增加了RC 时间常数，减缓了负载端信号上升时间，不适合于很高速信号。 总之：串联匹配一般适用于单个负载情况，有时也用于星型连接的多接收端（因 星形是同时到达负载点，即便产生半波，影响小）。 （2）、并行端接，分为如下5种形式 1）、单电阻并行端接：选取电阻等于传输线阻抗，且越靠近终端越好，给电路带来Z0C/2 的延迟，它能快速让突变的开关电流通过，适合于高速情况。缺点：功耗大；接地时下 降沿快，接电源时，上升沿快致使波形占空比不平衡；降低输出时的高电平值。 2）、戴维南并行端接：既加上拉又加下拉，弥补了单个电阻占空比不平衡的缺点，但 是功耗太大了。并联值： 2 1210*R R R R Z += 3)、并行交流端接：用串联的RC 代替单电阻R ，匹配了终端而且降低了损耗，但因有 电容会延长电路上升时间，它常用于多接受端的情况，时钟线也经常使用这种匹配形式。 4）、肖特基二极管端接：实质是用二极管进行钳位保护，起到限制过冲与下冲目的， 起到端接作用，当信号存在振铃时，加入二极管很容易解决。优点在于不用考虑传输线 阻抗就能起到阻抗匹配效果，缺点在于，二极管将振铃等噪声传给了电源或地 没有彻 底消除，同时二极管速度存在一定限制，从而不适用于素的特别高的系统。 3)、差分对阻抗匹配（分为T 型匹配和π型匹配，以及T 型的RC 模式）P43 17、高速PCB 走线拓扑结构 典型的拓扑结构类型如下： （1）点到点拓扑结构，单一驱动器、单一接收器。只要在驱动端或接收端进行适当的 阻抗匹配，便可以得到较好的信号完整性。 （2）菊花链拓扑用最短的互连传输线把所有的缓冲器连接起来，从主驱动器开始，所 有的缓冲器连接成链状。 （3）、flyby拓扑，一种特殊的菊花链，截线段特别短，要求是stub截线段延时小于信号边沿时间。 （4）星形拓扑从主驱动器开始，一个信号驱动器驱动多个信号接收器，并要求多个信号接收器同时接收信号时，每个分支的接收端负载和走线长度尽量保持一致，每条分支上一般都需要终端电阻，终端电阻的阻值应和连线的特征阻抗相匹配。这样即使在边沿速率非常快的情况下仍可以得到很好的性能。星形拓扑结构可以有效地避免时钟信号的不同步问题。 （5）远端簇形与星形很相似，不同之处在于最后一个连入驱动器菊花链的那个驱动器通过一段较长的传输线连接到一个“T”形节点上，然后所有的接收器也都通过传输线连接到这个“T”节点上，所有的接收器都簇笼在一起。分支是靠近接收端。在这种拓扑结构中，也要限制远端分支的长度，使分支上的传输延时小于信号的上升或下降时间。 (6) 树形拓扑，与远端簇很相似，只是有更多的分支，主干道至次干道，次干道至负载传输线再至负载点。 （7）周期性负载 周期性负载的拓扑结构，要求每段分支的长度足够小，使分支上的传输延时小于信号的上升或下降时间。这种主干传输线和所有的分支段组合起来的结构可以被看做一段新的传输线，其特征阻抗要比原来主干传输线的特征阻抗小，传输速率也比原来的低，因此在进行阻抗匹配时要注意。 18、时钟同步关系 同步信号可以分为外同步、内同步和源同步 （1）、外同步：数据在两个芯片间传输时，时钟由第三块芯片提供的类型。 （2）、内同步：时钟与数据同时在两个芯片间传递，时钟由主芯片提供， （3）、源同步：源同步时在发送数据的同时就提供时钟或锁存信号，与内同步的区别在于内部结构不同，源同步方式中数据通过寄存器输出，时钟也通过寄存器输出，但是时钟寄存器的时钟是外部时钟的倍频信号，这样可以让时钟正好在数据的中间，这样的信号就成为源同步，不满足这种相位关系就不是源同步，在内外同步方式中，时钟与数据的相位关系不确定，而在源同步中时钟可以跟着数据变，始终在数据中间。 第2章信号完整新软件操作部分 1、修改或添加net allegro 修改引脚,焊盘的网络标号 setup->user preference->logic->勾上logic_edit_enabled logic-net logic , 在option中选中相应的网络标号后，再点击相关的引脚即可。 1、添加总线方法：一是在约束管理器中，二是在allergro中的logic中使用indentify buses 2、在sigxplorer中执行串扰仿真分析时，分为奇模式串扰分（攻击网络边沿跳变后的 稳定状态与被攻击网络的稳定状态是相反的）析和偶模式（攻击网络边沿跳变后的稳定状态与被攻击网络的稳定状态是相同的）串扰分析。 3、多板仿真designlink 步骤：Analyze-->Model browser-->add-->designlink-->输入新建的designlink名称-->编辑新建designlink-->如下图界面。建立designlink模型时分为逐个引脚建立和器件连接方式建立。 逐个引脚建立designlink 引脚对连接名 相连的两个PCB板 引脚对应区域，add wires实现 器件方式建立如下图： 器件方式建立designlink 步骤与逐个引脚类似，只是需在Xnet中选中一个，然后再add wire时改为connect by component，然后再分别选择两个板的器件。 注意这种方式时，需要两个连接器的引脚数和引脚类型完全一样。 DesignLink如何调出来? 4、差分对仿真与普通信号仿真设置方法是一样的，只不过它设置好后模型默认的是一 对信号，注意SYNC:同步模式，ASYNC：异步模式，PERIODIC:周期性的 5、allergro SI报告 在allergro中可以不调出sigxplorer能以文本框的形式查看报告 Analyseàprobeà选择仿真引脚àreports出现报告界面，可以观察各种SSN,串扰、反射等报告 第3章 电源完整性软件操作部分 PDS ：电源分配系统 VRM ：电压调节模块 Decoupling capactiors:去耦合电容 1、电源完整性分析的意义：（1）、减小共模阻抗耦合 （2）、减小或消除与供电系统相关 的信号完整性问题。实质就是控制目标阻抗。 2、目标阻抗的定义（波动电压除以变化电流，变化电流一般取最大电流的一半） )(*%50*max =I U Z dd T 波动 目前1.2GHZ 系统的目标阻抗降至0.4m 了 3、PDS 中的噪声 （1）、开关噪声[主要由快速时钟的快速边沿波形，内外部总线快速变化，CPU 由空闲 转为重负荷工作引起] （2）、共模噪声[电源对地平面的噪声] （3）、电源噪声[高频情况下，电源走线电感等引起的电源电压波动的噪声] 4、去耦电容 为什么使用去耦电容：系统电源VRM 的反应速度一般比较慢为100ms 甚至更慢，因此当 高速信号变化时，电源的调节跟不上，就必须使用去耦电容进行瞬时电流供应，以减小电 源回流回路同时提高系统电源稳定性。 （1）、去耦电容种类： 1）、体去耦电容：实质就是电源模块输出的端的稳压储能电容器，它的反应比电源模块 快，但是比高频电容慢。 2）、高频陶瓷去耦电容：用于MHZ 级别的开关变换时储能供能的电容，如芯片电源脚 旁的电容就是高频去耦电容。 5、PDS 分析组成部分 1）、目标阻抗（target impedance ） 2)、电压调节模块（V oltage regulator module,VRM ） 3)、电源/地平面（POWER/GND planes ） 4)、体去耦电容（Bulk capacitors ） 5）、高频陶瓷电容（HIGH-frequency ceramic capacitors ） 一般VRM 只能满足10-100KHZ 的瞬时电流需求。 PDS 设计的核心和关键就是控制目标阻抗 6、 PDS 系统频率作用范围 10~100KHZ ：VRM 400MHZ ：体去耦电容和高频去耦电容 400MHZ 以上：电源平面及高频去耦电容 7、电源完整性分析流程 （1）、对所要分析的PCB 进行参数设置 （2）、定义目标阻抗 （3）、进行单节点仿真验证和改进电容器选择 （4）、进行多借点仿真改进布局 8、PI 分析中电路板需要包含信息 a) PCB 边框 b) 叠层结构 c) 电源平面形状 d) 和电源平面相关联的直流电压 e) 电压和地平面 f) 电容库模型 9、PI 单节点仿真 1、仿真步骤 Analyse àpower integrity à导入PCB 形状à设置电源层à设置DC 电压网络à设置电源平 面对àDCL LIBRARY à选择单节点电容à选择待仿真的平面对à设置波动电压，电流确定 目标阻抗à放置VRM 模块àsignod nois simulate à出现仿真波形。 体去耦电容计算： uF v us A dv dt I C BULK 333305 .0*8.115*20*=== 电容是一个RLC 串联模型，每个电容器本身都有一个固有谐振频率：LC f 210= ，谐振点处阻抗最小，电容器R L Q =,电源平面可以看成一个Cplanes 和多个去耦电容并联模型， 电源平面也存在谐振点，平面电容与去耦电容的电感发生谐振时，构成反谐振点。进口货 2、不同并联电容器叠加产生作用 1）、产生一个反谐振波峰，这是一个在两个不同电容器谐振频率之间的高阻抗波峰。 2）、此反谐振波峰在一个电容器变感性，另一个仍为容性后形成。 3、反谐振解谐 通过使用许多不同电容值的电容器能有效约束反谐振，从而达到解谐目的。 4、目标阻抗实现 通过多次选择不同电容器解谐，从而使目标阻抗控制在理想范围内。说白了就是通过PI 仿真确定放置那些电容可以使目标阻抗在我们需要的频段范围内降低到需要控制的范围内。 9、PI多节点仿真 1、电容器的去耦是存在有效范围的。 2、PI多节点仿真步骤； 1）：初始化电源平面等设设置于单节点一样。 2）：放置VRM，直接在allergro PI中右击，在选择VRM即可，也可以在单多节点仿真界面上点击VRM EDIT而对他进行编辑。 3）：放置噪声源，在allergro PI中右键单击选择add nois sources 即可放置，一般将噪声源放置在芯片处。 4）、此时可以先进行一次多节点仿真，观察其反谐振点，然后再根据观察结果放置相应谐振点的电容，从而改善反谐振点，再次进行多点仿真，再次观察，直至将阻抗曲线降低到合理范围内。 3、多节点仿真的作用 1）：仿真电容放置在不同位置对PCB目标阻抗的影响 2）：仿真电容贴装电感的影响。 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 (一)Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。 (二)SPECCTRAQuest Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块： Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在PCB详细设计前使用此工具，对互连线的不同情况进行仿真，把仿真结果存为拓扑结构模板，在后期详细设计中应用这些模板进行设计。 （2）DF/Signoise工具是信号仿真分析工具，可提供复杂的信号延时和信号畸变分析、IBIS 模型库的设置开发功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert进行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以进行反射、串扰、SSN、EMI、源同步及系统级的仿真。 （3）DF/EMC工具——EMC分析控制工具。 （4）DF/Thermax——热分析控制工具。 SPECCTRAQuest中的理想高速PCB设计流程： 由上所示，通过模型的验证、预布局布线的space分析、通过floorplan制定拓朴规则、由规 一、德尔菲法 优点： 1、能充分发挥各位专家的作用，集思广益，准确性高。 2、能把各位专家意见的分歧点表达出来，取各家之长，避各家之短。 3、权威人士的意见影响他人的意见； 4、有些专家碍于情面，不愿意发表与其他人不同的意见； 5、出于自尊心而不愿意修改自己原来不全面的意见。 缺点： 德尔菲法的主要缺点是过程比较复杂，花费时间较长。 适用范围：项目规模宏大且环境条件复杂的预测情境。 二、类比法 优点：1、它不涉及任何一般性原则，它不需要在“一般性原则”的基础上进行推理。它只是一种由具体情况到具体情况的推理方式，其优越性在于它所得出的结论可以在今后的超出原案例事实的情况下进行应用。 2、类比法比其他方法具有更高的精确性； 3、类比过程中的步骤可以文档化以便修改。 缺点： 1 严重依赖于历史数据的可用性； 2 能否找出一个或一组好的项目范例对最终估算结果的精确度有着决 定性的影响； 3 对初始估算值进行调整依赖于专家判断。 适用范围：类比法是按同类事物或相似事物的发展规律相一致的原则，对预测目标事物加以对比分析，来推断预测目标事物未来发展趋向与可能水平的一种预测方法。类比法应用形式很多，如由点推算面、由局部类推整体、由类似产品类推新产品、由相似国外国际市场类推国内国际市场等等。类比法一般适用于预测潜在购买力和需求量、开拓新国际市场、预测新商品长期的销售变化规律等。类比法适合于中长期的预测。 三、回归分析法 优点：1、从收入动因的高度来判断收入变化的合理性，彻底抛弃了前述“无重大波动即为正常”的不合理假设。并且，回归分析不再只是简单的数据比较，而是以一整套科学的统计方法为基础。 、运用回归方法对销售收入进行分析性复核，可以考虑更多的影响因素作为解释变量，即使被审计单位熟悉了这种方法，其粉饰和操纵财务报表的成本也十分高昂。 缺点：需要掌握大量数据， 应用：社会经济现象之间的相关关系往往艰以用确定性的函数关系来描述，它们大多是随机性的，要通过统计观察才能找出其中规律。回归分桥是利用统计学原理描述随机变量间相关关系的一种重要方法。 四、时间序列分析法 优点：根据市场过去的变化趋势预测未来的发展，根据客观事物发展的这种连续规律性，运用过去的历史数据，通过统计分析，进一步推测市场未来的发展趋势。 缺点：运用时间序列分析进行量的预测，实际上将所有的影响因素归结到时间这一因素上，只承认所有影响因素的综合作用，并在未来对预测对象仍然起作用，并未去分析探讨预测对象和影响因素之间的因果关系。由于事物的发展不仅有连续性的特点，而且又是复杂多样的。。 适用范围：中短期预测 五、弹性系数分析法 优点：简单易行，计算方便，计算成本低；需要的数据少，应用灵活广泛。 缺点：1、分析带有一定的局部性和片面性。只考虑两个变量间的关系，忽略了其他相关变量的影响； 2、结果比较粗糙，很多时候要根据弹性系数的变动趋势对弹性系数进行 修正。 应用：应用利用弹性系数预测未来时期能源需求时，可以通过对未来产业结构变化趋势、技术节能潜力等因素的分析，以及参照世界大多数国家发展历程中所皇现的共同规律，给出未来年份能源消费弹性系数的变化趋势或构想方案，以预测未来的能源需求量。 绪论：本章介绍数字信号处理课程的基本概念。 0.1信号、系统与信号处理 1.信号及其分类 信号是信息的载体，以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域，但最基础的域是时域。 分类： 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号 能量信号/功率信号 连续时间信号/离散时间信号/数字信号 按自变量与函数值的取值形式不同分类： 2.系统 系统定义为处理（或变换）信号的物理设备，或者说，凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3.信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括：滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。所谓“数字信号处理”，就是用数值计算的方法，完成对信号的处理。 0.2 数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理，而且 也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 （1）前置滤波器 将输入信号x a(t)中高于某一频率（称折叠频率，等于抽样频率的一半）的分量加以滤除。 （2）A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒（抽样周期）取出一次x a(t)的幅度，抽样后的信号称为离散信号。在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 （3）数字信号处理器（DSP） （4）D/A变换器 按照预定要求，在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。由一个二进制码流产生一个阶梯波形，是形成模拟信号的第一步。 （5）模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号；以滤除掉不需要的高频分量，生成所需的模拟信号y a(t)。 0.3 数字信号处理的特点 （1）灵活性。（2）高精度和高稳定性。（3）便于大规模集成。（4）对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4 数字信号处理基本学科分支 数字信号处理（DSP）一般有两层含义，一层是广义的理解，为数字信号处理技术——DigitalSignalProcessing，另一层是狭义的理解，为数字信号处理器——DigitalSignalProcessor。 0.5 课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法，包括：（1）离散傅里叶变换及其快速算法。（2）滤波理论（线性时不变离散时间系统，用于分离相加性组合的信号，要求信号频谱占据不同的频段）。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”（AdvancedSignalProcessing）。信号对象主要是随机信号，主要内容是自适应滤波（用于分离相加性组合的信号，但频谱占据同一频段）和现代谱估计。 简答题： 1．按自变量与函数值的取值形式是否连续信号可以分成哪四种类型? 2．相对模拟信号处理，数字信号处理主要有哪些优点? 3．数字信号处理系统的基本组成有哪些？ 在高速数字系统中，由于脉冲上升/下降时间通常在10到几百p秒，当受到诸如内连、传输时延和电源噪声等因素的影响，从而造成脉冲信号失真的现象； 在自然界中，存在着各种各样频率的微波和电磁干扰源，可能由于很小的差异导致高速系统设计的失败；在电子产品向高密和高速电路设计方向发展的今天，解决一系列信号完整性的问题，成为当前每一个电子设计者所必须面对的问题。业界通常会采用在PCB制板前期，通过信号完整性分析工具尽可能将设计风险降到最低，从而也大大促进了EDA设计工具的发展…… 信号完整性（Signal Integrity，简称SI）问题是指高速数字电路中，脉冲形状畸变而引发的信号失真问题，通常由传输线不阻抗匹配产生的问题。而影响阻抗匹配的因素包括信号源的架构、输出阻抗(output impedance)、走线的特性阻抗、负载端的特性、走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式可以采用端接(termination)与调整走线拓朴的策略。 信号完整性问题通常不是由某个单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同作用的结果。信号完整性问题主要表现形式包括信号反射、信号振铃、地弹、串扰等； 1，Altium Designer信号完整性分析（机理、模型、功能） 在Altium Designer设计环境下，您既可以在原理图又可以在PCB编辑器内实现信号完整性分析，并且能以波形的方式在图形界面下给出反射和串扰的分析结果。 Altium Designer的信号完整性分析采用IC器件的IBIS模型，通过对版图内信号线路的阻抗计算，得到信号响应和失真等仿真数据来检查设计信号的可靠性。Altium Designer的信号完整性分析工具可以支持包括差分对信号在内的高速电路信号完整性分析功能。 Altium Designer仿真参数通过一个简单直观的对话框进行配置，通过使用集成的波形观察仪，实现图形显示仿真结果，而且波形观察仪可以同时显示多个仿真数据图像。并且可以直接在标绘的波形上进行测量，输出结果数据还可供进一步分析之用。 Altium Designer提供的集成器件库包含了大量的的器件IBIS模型，用户可以对器件添加器件的IBIS模型，也可以从外部导入与器件相关联的IBIS模型，选择从器件厂商那里得到的IBIS 模型。 Altium Designer的SI功能包含了布线前（即原理图设计阶段）及布线后（PCB版图设计阶段）两部分SI分析功能；采用成熟的传输线计算方法，以及I/O缓冲宏模型进行仿真。 基于快速反射和串扰模型，信号完整性分析器使用完全可靠的算法，从而能够产生出准确的仿真结果。布线前的阻抗特征计算和信号反射的信号完整性分析，用户可以在原理图环境下运行SI仿真功能，对电路潜在的信号完整性问题进行分析，如阻抗不匹配等因素。 更全面的信号完整性分析是在布线后PCB版图上完成的，它不仅能对传输线阻抗、信号反射和信号间串扰等多种设计中存在的信号完整性问题以图形的方式进行分析，而且还能利用规则检查发现信号完整性问题，同时，Altium Designer还提供一些有效的终端选项，来帮助您选择最好的解决方案。 2，分析设置需求 在PCB编辑环境下进行信号完整性分析。 为了得到精确的结果，在运行信号完整性分析之前需要完成以下步骤： Ｘ射线：波长很短的电磁波 特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。 连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。 荧光Ｘ射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子内层电子击出，被打掉了内层的受激原子将发生外层电子向内层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线 二次特征辐射：利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 相干辐射：X射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射 非相干辐射：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的 俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射 原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f≤E)，称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果 结构因子：定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数，即晶体结构对衍射强度的影响 多重性因素：同一晶面族{ hkl}中的等同晶面数 系统消光：原子在晶体中位置不同或种类不同引起某些方向上衍射线消失的现象 吸收限 1 x射线的定义性质连续X射线和特征X射线的产生 X射线是一种波长很短的电磁波 X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，还能使荧光物质发出荧光。呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。对动物有机体能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物细胞。 连续X射线根据经典物理学的理论，一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X射线谱。 特征X射线处于激发状态的原子有自发回到稳定状态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量的降低。原子从高能态变成低能态时，多出的能量以X射线形式辐射出来。因物质一定，原子结构一定，两特定能级间的能量差一定，故辐射出的特征X射波长一定。 2 x 射线方向理论布拉格方程和艾瓦尔德图解 3 试述解决X射线衍射方向问题常用方法有哪些并进行比较 4 简述材料研究X射线试验方法在材料研究中的主要应用 精确测定晶体的点阵常数物相分析宏观应力测定测定单晶体位相测定多晶的织够问题 5 试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 假设： 1）晶体视为许多相互平行且d相等的原子面 2）X射线可照射各原子面 3）入射线、反射线均视为平行光 一束波长为λ的平行X射线以θ照射晶体中晶面指数为(hkl)的各原子面，各原子面产生反射。 当Ⅹ射线照射到晶体上时，考虑一层原子面上散射Ⅹ射线的干涉。 当Ⅹ射线以θ角入射到原子面并以θ角散射时，相距为a的两原子散射x射的光程差为： 即是说，当入射角与散射角相等时，一层原子面上所有散射波干涉将会加强。与可见光的反射定律相类似，Ⅹ射线从一层原子面呈镜面反射的方向，就是散射线干涉加强的方向，因此，常将这种散射称 低通滤波：又叫一阶惯性滤波，或一阶低通滤波。是使用软件编程实现普通硬件RC 低通滤波器的功能。 适用范围：单个信号，有高频干扰信号。 一阶低通滤波的算法公式为： Y(n)X(n)(1)Y(n 1)αα=+-- 式中： α是滤波系数；X(n)是本次采样值；Y(n 1)-是上次滤波输出值；Y(n)是本次滤波输出值。 滤波效果1： 红色线是滤波前数据（matlab 中生成的正弦波加高斯白噪声信号） 黄色线是滤波后结果。 滤波效果2： matlab中函数，相当于一阶滤波，蓝色是原始数据（GPS采集到的x（北）方向数据，单位m），红色是滤波结果。 一阶滤波算法的不足： 一阶滤波无法完美地兼顾灵敏度和平稳度。有时，我们只能寻找一个平衡，在可接受的灵敏度范围内取得尽可能好的平稳度。 互补滤波：适用于两种传感器进行融合的场合。必须是一种传感器高频特性好（动态响应好但有累积误差，比如陀螺仪。），另一传感器低频特性好（动态响应差但是没有累积误差，比如加速度计）。他们在频域上互补，所以进行互补滤波融合可以提高测量精度和系统动态性能。 应用：陀螺仪数据和加速度计数据的融合。 互补滤波的算法公式为： 1122Y(n)X (n)(X (n)Y(n 1))αα+=+-- 式中：1α和2α是滤波系数；1X (n)和2X (n)是本次采样值；Y(n 1)-是上次滤 波输出值；Y(n)是本次滤波输出值。 滤波效果 （测试数据）： 蓝色是陀螺仪 信号，红色是加 速度计信号，黄 色是滤波后的 角度。 . 互补滤波实际效果： . 卡尔曼滤波：卡尔曼滤波器是一个“optimal recursive data processing algorithm （最优化自回归数据处理算法）”。对于解决很大部分的问题，它是最优，效率最高甚至是最有用的。他的广泛应用已经超过30年，包括机器人导航，控制，传感器数据融合甚至在军事方面的雷达系统以及导弹追踪等等。近来更被应用于计算机图像处理，例如头脸识别，图像分割，图像边缘检测。 首先，用于测量的系统必须是线性的。 (k)(k 1)(k)(k)X AX BU w =-++ (k)(k)(k)Z HX v =+ (k)X 是系统k 时刻的状态，(k)U 是系统k 时刻的控制量。(k)Z 是系统k 时 刻的测量值。A 和B 为系统参数，(k)w 和(k)v 分别表示过程和测量的噪声，H 是测量系统参数。 在进行卡尔曼滤波时： 首先进行先验预测： (k 1|k)(k |k)(k)(k)X AX BU w +=++ 计算先验预测方差： '(k 1|k)(k |k)(k)P AP A Q +=+ 计算增益矩阵： (k 1)(k 1|k)'/((k 1|k)'(k 1))Kg P H HP H R +=++++ 后验估计值： (k 1|k 1)(k 1|k)(k 1)(Z(k 1)(k 1|k))X X Kg HX ++=++++-+ 后验预测方差： (k 1|k 1)(1(k 1))(k 1|k)P Kg H P ++=-++ 其中，(k)Q 是系统过程激励噪声协方差，(k)R 是测量噪声协方差。 举例说明： （下文中加粗的是专有名词，需要理解） 预测小车的位置和速度的例子（博客+自己理解）: 于博士信号完整性分析入门 于争博士 https://www.360docs.net/doc/7917571059.html, 整理:runnphoenix 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。早一天遇到，对你来说是好事。 在过去的低速时代，电平跳变时信号上升时间较长，通常几个ns。器件间的互连线不至于影响电路的功能，没必要关心信号完整性问题。但在今天的高速时代，随着IC输出开关速度的提高，很多都在皮秒级，不管信号周期如何，几乎所有设计都遇到了信号完整性问题。另外，对低功耗追求使得内核电压越来越低，1.2v内核电压已经很常见了。因此系统能容忍的噪声余量越来越小，这也使得信号完整性问题更加突出。 广义上讲，信号完整性是指在电路设计中互连线引起的所有问题，它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用后，如何影响到产品性能的问题。主要表现在对时序的影响、信号振铃、信号反射、近端串扰、远端串扰、开关噪声、非单调性、地弹、电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电磁干扰等。 信号完整性问题的根源在于信号上升时间的减小。即使布线拓扑结构没有变化，如果采用了信号上升时间很小的IC芯片，现有设计也将处于临界状态或者停止工作。 下面谈谈几种常见的信号完整性问题。 反射： 图1显示了信号反射引起的波形畸变。看起来就像振铃，拿出你制作的电路板，测一测各种信号，比如时钟输出或是高速数据线输出，看看是不是存在这种波形。如果有，那么你该对信号完整性问题有个感性的认识了，对，这就是一种信号完整性问题。 很多硬件工程师都会在时钟输出信号上串接一个小电阻，至于为什么，他们中很多人都说不清楚，他们会说，很多成熟设计上都有，照着做的。或许你知道，可是确实很多人说不清这个小小电阻的作用，包括很多有了三四年经验的硬件工程师，很惊讶么?可这确实是事实，我碰到过很多。其实这个小电阻的作用就是为了解决信号反射问题。而且随着电阻的加大，振铃会消失，但你会发现信号上升沿不再那么陡峭了。这个解决方法叫阻抗匹配，奥，对了，一定要注意阻抗匹配，阻抗在信号完整性问题中占据着极其重要的 于博士信号完整性分析入门 于争 博士 https://www.360docs.net/doc/7917571059.html, for more information,please refer to https://www.360docs.net/doc/7917571059.html, 电设计网欢迎您 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。早一天遇到，对你来说是好事。 在过去的低速时代，电平跳变时信号上升时间较长，通常几个ns。器件间的互连线不至于影响电路的功能，没必要关心信号完整性问题。但在今天的高速时代，随着IC输出开关速度的提高，很多都在皮秒级，不管信号周期如何，几乎所有设计都遇到了信号完整性问题。另外，对低功耗追求使得内核电压越来越低，1.2v内核电压已经很常见了。因此系统能容忍的噪声余量越来越小，这也使得信号完整性问题更加突出。 广义上讲，信号完整性是指在电路设计中互连线引起的所有问题，它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用后，如何影响到产品性能的问题。主要表现在对时序的影响、信号振铃、信号反射、近端串扰、远端串扰、开关噪声、非单调性、地弹、电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电磁干扰等。 信号完整性问题的根源在于信号上升时间的减小。即使布线拓扑结构没有变化，如果采用了信号上升时间很小的IC芯片，现有设计也将处于临界状态或者停止工作。 下面谈谈几种常见的信号完整性问题。 反射： 图1显示了信号反射引起的波形畸变。看起来就像振铃，拿出你制作的电路板，测一测各种信号，比如时钟输出或是高速数据线输出，看看是不是存在这种波形。如果有，那么你该对信号完整性问题有个感性的认识了，对，这就是一种信号完整性问题。 很多硬件工程师都会在时钟输出信号上串接一个小电阻，至于为什么，他们中很多人都说不清楚，他们会说，很多成熟设计上都有，照着做的。或许你知道，可是确实很多人说不清这个小小电阻的作用，包括很多有了三四年经验的硬件工程师，很惊讶么?可这确实是事实，我碰到过很多。其实这个小电阻的作用就是为了解决信号反射问题。而且随着电阻的加大，振铃会消失，但你会发现信号上升沿不再那么陡峭了。这个解决方法叫阻抗匹配，奥，对了，一定要注意阻抗匹配，阻抗在信号完整性问题中占据着极其重要的 总结分析自身优缺点 优点： 1、做人真诚，做事认真负责。 2、喜欢与人交往，善于组织策划活动和项目。 3、积极务实，敢于主动承担自己的责任。 4、能坚持。确定了正确方向，我就能把所有的力气砸向那个方向。有执行能力。 5、勤奋，善于学习自己感兴趣的知识和事物。做事喜欢列个计划，分出轻重缓急。 缺点： 1、性格方面的弱点，有时给自己压力过大，急于求成，过犹不及。 2、在担任团队领导的时候，涉及到队员的利益的时候，有时为队员考虑的太多，导致做决定的时候会花比较多的时间。 3、工作起来，有时会忘记时间。昨天晚上就很晚睡，大概24：00过的样子，一直忙省分行领导给的2009届新入行大学生培训电子杂志的工作。 对未来职业生涯的展望和规划 我，金融学和信息管理与信息系统双学位毕业，对金融有很浓厚的兴趣。我有一个人生目标：做最有影响力的自己。它不是靠哗众取宠能够得来的，而是需要不断提升梦想的高度、拓展心灵的宽度、累积思想的厚度！我相信，我的人生目标在以后的路上会一直影响我的职业生涯。 有了梦想还要有明确的规划，更要有实际的行动。要记住仰望星空，更要在仰望星空的同时看看脚下，从本职做起、从小事做起、从细节做起，不断努力跳跃并尝试触摸自己的梦想。我知道，我们每个人都会分到下边分理处做柜台，我赞同这种安排，我明白，银行中几乎所有的产品都是会通过柜台面向我们的客户，假如没有柜员的锻炼，我相信，把我们分到其他业务岗位，我们很难上手，因为我们少了在柜员岗的锻炼，不熟悉业务和产品。相反，在我们经历了柜员岗的锻炼后，再把我们分到其他岗位上，我相信，那时我们会更加的有自信，也能更好的完成工作。所以，我会珍惜在柜员岗的机会，铆劲提升自身的业务能力，熟练掌握我们的产品。力争做个业务骨干！这是我在柜员岗对自己一个总体要求！ 在柜员岗夯实了业务和产品的基础后，我目前的想法是进公司业务部和销售部门（理财和销贷）工作。公司业务部很累，压力很大，很有挑战，我清楚！但我相信自己的做事态度 第一章信号 1.信息是消息的内容，消息是信息的表现形式，信号是信息的载体 2.信号的特性：时间特性，频率特性 3.若信号可以用确定性图形、曲线或数学表达式来准确描述，则该信号为确定性信号 若信号不遵循确定性规律，具有某种不确定性，则该信号为随机信号 4.信号分类：能量信号，一个信号如果能量有限；功率信号，如果一个信号功率是有限的 5.周期信号、阶跃信号、随机信号、直流信号等是功率信号，它们的能量为无限 6.信号的频谱有两类：幅度谱，相位谱 7.信号分析的基本方法：把频率作为信号的自变量，在频域里进行信号的频谱分析 第二章连续信号的频域分析 1.周期信号频谱分析的常用工具：傅里叶三角级数;傅里叶复指数 2.利用傅里叶三角级数可以把周期信号分解成无穷多个正、余弦信号的加权和3频谱反映信号的频率结构，幅频特性表示谐波的幅值，相频特性反映谐波的相位 4.周期信号频谱的特点：离散性，谐波性，收敛性 5.周期信号由无穷多个余弦分量组成 周期信号幅频谱线的大小表示谐波分量的幅值 相频谱线大小表示谐波分量的相位 6.周期信号的功率谱等于幅值谱平方和的一半，功率谱反映周期信号各次谐波的功率分配关系，周期信号在时域的平均功率等于其各次谐波功率之和 7.非周期信号可看成周期趋于无穷大的周期信号 8.周期T0增大对频谱的影响：谱线变密集，谱线的幅度减少 9.非周期信号频谱的特点：非周期信号也可以进行正交变换； 非周期信号完备正交函数集是一个无限密集的连续函数集； 非周期信号的频谱是连续的； 非周期信号可以用其自身的积分表示 10.常见奇异信号：单位冲激信号，单位直流信号，符号函数信号，单位阶跃信号 11.周期信号的傅里叶变换：周期信号：一个周期绝对可积à傅里叶级数à离散谱 非周期信号：无限区间绝对可积à傅里叶变换à连续谱 12.周期信号的傅立叶变换是无穷多个冲激函数的线性组合 脉冲函数的位置：ω＝nω0 , n=0,±1,±2, ….. 脉冲函数的强度：傅里叶复指数系数的2π倍 周期信号的傅立叶变换也是离散的； 谱线间隔与傅里叶级数谱线间隔相同 13.信号的持续时间与信号占有频带成反比 14.信号在时域的翻转，对应信号在频域的翻转 15.频域频移，时域只有相移，幅频不变；时域相移，只导致频域频移，相位不变 信号完整性分析基础系列之一 ——关于眼图测量（上） 汪进进美国力科公司深圳代表处 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是 可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”， 看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两 只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码 材料分析方法 1．x射线是一种波长很短的电磁波，具有波粒二相性，粒子性往往表现突出，故x射线也可视为一束具有一定能量的光量子流。X射线有可见光无可比拟的穿透能力，可使荧光物质发光，可使气体或其它物质电离等。 2．相干散射：亦称经典散射，物质中的电子在X射线电场的作用下，产生强迫振动。这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。新的散射波之间发生的干涉现象称为相干散射。 3．不相干散射：亦称量子散射，X射线光子与束缚力不大的外层电子，或自由电子碰撞时电子获得一部分动能成为反冲电子，X射线光子离开原来方向，能量减小，波长增加。 4．吸收限：物质原子序数越大，对X射线的吸收能力越强；对一定的吸收体，X射线的波长越短，穿透能力越强，表现为吸收系数的下降，但随着波长的的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。 5．荧光辐射：由入射X射线所激发出来的特征X射线称为荧光辐射（荧光X 射线，二次X射线）。 6．俄歇效应：由于光电效应而处于激发态的原子还有一种释放能量的方式，及俄歇效应。原子中一个K层电子被入射光量子击出后，L层一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量不以辐射X光量子放出，而是以另一个L层电子活的能量跃出吸收体，这样的一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应，跃出的L层电子称为俄歇电子。 7．光电子：当入射光量子的能量等于或大于吸收体原子某壳体层电子的结合能时，此光量子就很容易被电子吸收，获得能量的电子从内层溢出，成为自由电子，称为光电子。原子则处于激发态，这种原子被入射辐射电离的现象即光电效应。8．滤波片的作用：滤波片是利用吸收限两侧吸收系数差很大的现象制成的，用以吸收不需要的辐射而得到基本单色的光源。 9．布拉格方程只是获得衍射的必要条件而非充分条件。 10．晶面（hkl）的n级反射面（nh nk nl），用符号（HKL）表示，称为反射面或干涉面。 11．掠射角是入射角（或反射角）与晶面的夹角，可表征衍射的方向。 12．衍射极限条件：在晶体中，干涉面的划取是无极限的，但并非所有的干涉面均能参与衍射，因存在关系dsinθ=λ/2,或d>=λ/2,说明只有间距大于或等于X 射线半波长的那些干涉面才能参与反射。 13．劳埃法：采用连续X射线照射不动的单晶体，因为X射线的波长连续可变，故可从中挑选出其波长满足布拉格关系的X射线使产生衍射。 14．周转晶体法：采用单色X射线照射转动的单晶体，并用一张以旋转轴为轴的圆筒形底片来记录。 15．粉末法：采用单色X射线照射多晶体，试样是由数量众多、取向混乱的微晶体组成。 16．吸收因数：由于试样本身对X射线的吸收，使衍射强度的实测值与计算值不符，为了修正这一影响，则在强度公式中乘以吸收因数。 17．温度因数：原子热振动使晶体点阵原子排列的周期性受到破坏，使得原来严格满足布拉格条件的相干散射产生附加的相差，从而使衍射强度减弱。为修正实验温度给衍射强度带来的影响，需要在积分强度公式中乘以温度因数。 信号完整性分析基础系列之二十四——关于抖动（上） 美国力科公司深圳代表处汪进进 写在前面的话 抖动话题是示波器测量的最高境界，也是最风云变换的一个话题，这是因为抖动是示波器测量的诸多功能中最和“数学”相关的。玩数学似乎是需要一定境界的。 “力科示波器是怎么测量抖动的?”，“这台示波器抖动测量准不准?”，“时钟抖动和数据抖动测量方法为什么不一样？”，“总体抖动和峰峰值抖动有什么区别? ”，“余辉方法测量抖动不是最方便吗？”，“抖动和眼图，浴盆曲线之间是什么?”，…… 关于抖动的问题层出不穷。这么多年来，在完成了“关于触发（上）、（下）”和“关于眼图（上）、（下）”，“关于S参数（上）（下）”等三篇拙作后，我一直希望有一篇“关于抖动”的文章问世，但每每下笔又忐忑而止，怕有谬误遗毒。今天，当我鼓起勇气来写关于抖动的时候，我需要特别说明，这是未定稿，恳请斧正。 抖动和波形余辉的关系 有一种比较传统的测量抖动的方法，就是利用余辉来查看信号边沿的变化，然后再用光标测量变化的大小（如图1所示），后来更进了一步，可以利用示波器的“余辉直方图”和相关参数自动测量出余辉的变化范围，这样测量的结果就被称为“抖动”。这个方法是在示波器还没有“测量统计”功能之前的方法，但在90年代初力科发明了测量统计功能之后，这个方法就逐渐被淘汰了。 图1 传统的抖动测量方法 这种传统的方法有下面这些缺点：（1）总会引入触发抖动，因此测量的结果很不准确。（2）只能测量某种参数的抖动，譬如触发上升沿，测量下降沿的余辉变化，反应了宽度的抖动，触发上升沿，测量相邻的上升沿的余辉变化，反应了周期的抖动。显然还有很多类型的抖动特别是最重要的TIE抖动无法测量出来。（3）抖动产生的因果关系的信息也无从得知。 定义抖动的四个维度 和抖动相关的名词非常多：时钟抖动，数据抖动; 周期抖动，TIE抖动，相位抖动，cycle-cycle抖动; 峰峰值抖动(pk-pk jitter)，有效值抖动(rms jitter);总体抖动(Tj)，随机抖动(Rj)，固有抖动(Dj);周期性抖动，DCD抖动，ISI抖动，数据相关性抖动; 定时抖动，基于误码率的抖动; 水平线以上的抖动和水平线以下的抖动…… 这些名词反应了定义抖动的不同维度。 回到“什么是抖动”的定义吧。其实抖动的定义一直没有统一，这可能也是因为需要表达清楚这个概念的维度比较多的原因。目前引用得比较多的定义是: Jitter is defined as the short-term variations of a digital signal’s significant instants from their ideal positions in time. 就是说抖动是信号在电平转换时，其边沿与理想位置之间的偏移量。如图2所示，红色的是表示理想信号，实际信号的边沿和红色信号边沿之间的偏差就是抖动。什么是“理想位置”，“理想位置”是怎么得到的？这是被问到后最不好回答的问题。 信号完整性背景 信号完整性问题引起人们的注意，最早起源于一次奇怪的设计失败现象。当时，美国硅谷一家著名的影像探测系统制造商早在7 年前就已经成功设计、制造并上市的产品，却在最近从生产线下线的产品中出现了问题，新产品无法正常运行，这是个20MHz 的系统设计，似乎无须考虑高速设计方面的问题，更为让产品设计工程师们困惑的是新产品没有任何设计上的修改，甚至采用的元器件型号也与原始设计的要求一致，唯一的区别是 IC 制造技术的进步，新采购的电子元器件实现了小型化、快速化。新的器件工艺技术使得新生产的每一个芯片都成为高速器件，也正是这些高速器件应用中的信号完整性问题导致了系统的失败。随着集成电路(IC)开关速度的提高，信号的上升和下降时间迅速缩减，不管信号频率如何，系统都将成为高速系统并且会出现各种各样的信号完整性问题。在高速PCB 系统设计方面信号完整性问题主要体现为：工作频率的提高和信号上升/下降时间的缩短，会使系统的时序余量减小甚至出现时序方面的问题；传输线效应导致信号在传输过程中的噪声容限、单调性甚至逻辑错误；信号间的串扰随着信号沿的时间减少而加剧；以及当信号沿的时间接近0.5ns 及以下时，电源系统的稳定性下降和出现电磁干扰问题。 信号完整性含义 信号完整性(Signal Integrity)简称SI，指信号从驱动端沿传输线到达接收端后波形的完整程度。即信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC，则该电路具有较好的信号完整性。反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。从广义上讲，信号完整性问题指的是在高速产品中由互连线引起的所有问题，主要表现为五个方面: 一、德尔菲法 优点：1、能充分发挥各位专家的作用，集思广益，准确性高。 2、能把各位专家意见的分歧点表达出来，取各家之长，避各家之短。 3、权威人士的意见影响他人的意见； 4、有些专家碍于情面，不愿意发表与其他人不同的意见； 5、出于自尊心而不愿意修改自己原来不全面的意见。 缺点： 德尔菲法的主要缺点是过程比较复杂，花费时间较长。 适用范围：项目规模宏大且环境条件复杂的预测情境。 二、类比法 优点：1、它不涉及任何一般性原则，它不需要在“一般性原则”的基础上进行推理。它只是一种由具体情况到具体情况的推理方式，其优越性在于它所得出的结论可以在今后的超出原案例事实的情况下进行应用。 2、类比法比其他方法具有更高的精确性； 3、类比过程中的步骤可以文档化以便修改。 缺点： 1 严重依赖于历史数据的可用性； 2 能否找出一个或一组好的项目范例对最终估算结果的精确度有着决 定性的影响； 3 对初始估算值进行调整依赖于专家判断。 适用范围：类比法是按同类事物或相似事物的发展规律相一致的原则，对预测目标事物加以对比分析，来推断预测目标事物未来发展趋向与可能水平的一种预测方 法。类比法应用形式很多，如由点推算面、由局部类推整体、由类似产品类推新产品、由相似国外国际市场类推国内国际市场等等。类比法一般适用于预测潜在购买力和需求量、开拓新国际市场、预测新商品长期的销售变化规律等。类比法适合于中长期的预测。 三、回归分析法 优点：1、从收入动因的高度来判断收入变化的合理性，彻底抛弃了前述“无重大波动即为正常”的不合理假设。并且，回归分析不再只是简单的数据比较，而是以一整套科学的统计方法为基础。 、运用回归方法对销售收入进行分析性复核，可以考虑更多的影响因素作为解释变量，即使被审计单位熟悉了这种方法，其粉饰和操纵财务报表的成本也十分高昂。 缺点：需要掌握大量数据， 应用：社会经济现象之间的相关关系往往艰以用确定性的函数关系来描述，它们大多是随机性的，要通过统计观察才能找出其中规律。回归分桥是利用统计学原理描述随机变量间相关关系的一种重要方法。 四、时间序列分析法 优点：根据市场过去的变化趋势预测未来的发展，根据客观事物发展的这种连续规律性，运用过去的历史数据，通过统计分析，进一步推测市场未来的发展趋势。 缺点：运用时间序列分析进行量的预测，实际上将所有的影响因素归结到时间这一因素上，只承认所有影响因素的综合作用，并在未来对预测对象仍然 在上两篇文章中，我们分别介绍了直方图（统计域分析）和抖动追踪（时域分析）在抖动分析中的应用。从抖动的直方图和抖动追踪波形上我们可以得到抖动的主要构成成分以及抖动参数的变化趋势。如需对抖动的构成做进一步的分析，还需要从频域角度去进一步分析抖动的跟踪波形。 抖动的频谱即是对抖动追踪（jitter track）波形做FFT运算。如下图1所示 为一个时钟周期测量参数的追踪、频谱分析步骤及效果，在抖动频谱图上可以清楚的看出某两个频率值点抖动比较大： 图1 抖动频谱 黄色为实际采集到的时钟波形（C1通道） P1测量C1通道时钟信号的时钟周期 F7函数对P1测量参数进行跟踪 F6对F7进行FFT分析 下图2所示为一典型的串行信号抖动追踪频谱图，从图中可看出各种抖动成分；DDj和Pj为窄带频谱（三角形谱或者谱线）但是DDj和Pj的区别是由于DDj是和码型相关的，其频率fDDJ一般会是数据位率的整数倍，如果Pj的频率fPJ正好等于fDDJ，那么从抖动的频谱图里面是很难将DDj和Pj精确的分开的，所以通常在抖动分解的过程中一般通过时域平均的方法来分解DDj；BUj主要由于串扰等因素引起的，一般分为两种，一种是窄带，但幅度较高，很显然这类BUJ也是很难和PJ区分开的，除非我们知道引起BUJ的源头，知道其频率，所以说我们在抖动测试时得到的PJ一般会包含这类BUJ(所以通常情况下对这类BUJ不加区分，直接算做PJ，而将BUJ分类为PJ和OBUJ，在之前的抖动分类文章中有提及)；另外一类是宽带的BUJ（很多时候也叫OBUJ，other bounded uncorrelated jitter），幅度很小，基本会埋没到RJ中去，这类抖动很容易被误算作RJ，目前使用在示波器上的抖动分解软件只有Lecroy最近推出的SDAII（基于NQ-SCALE抖动分解理论）能够较好的将这类抖动从Rj中剥离出来；RJ是 宽带频谱，幅度很小。五款信号完整性仿真工具介绍
分析方法总结及优缺点
数字信号处理复习总结-最终版
Altium Designer中进行信号完整性分析
材料分析方法复习总结
常见的信号处理滤波方法
于博士信号完整性分析入门-初稿
于博士信号完整性分析入门(修改)
总结分析自身优缺点
信号处理知识点总结
信号完整性分析基础系列之一——眼图测量
(完整版)材料分析方法期末考试总结
信号完整性分析基础系列之二十四
信号完整性分析
分析方法总结及优缺点
信号完整性分析基础之八——抖动的频域分析