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信号完整性信号完整性:何时会遇到信号完整性问题.doc

信号完整性信号完整性:何时会遇到信号完整性问题

picaqiu
2018-09-07 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《信号完整性信号完整性:何时会遇到信号完整性问题doc》,可适用于工程科技领域

信号完整性:何时会遇到信号完整性问题时间::来源:wwwsigcom作者:于博士多年前在我开始研究信号完整性问题时也曾经有过这样的疑问随着对信号完整性理解的深入便没有再仔细考虑。后来在产品开发过程中朋友、同事经常向我提出这一问题。有些公司制作复杂电路板时硬件总也调不通于是找到我当我解决了问题并告诉他们原因就在于没有处理好信号完整性设计负责开发的硬件工程师也会提出同样的问题。他们通常的说法是:高速电路中会有问题可是什么情况下必须进行专门的信号完整性设计?    不断的有人问我我不得不作更深入的思考。说实话这个问题很难回答或者说他们这种问法很难回答。他们的意思可以解释为速度高了就要考虑信号完整性低速板不存在这个问题那总要有个临界频率这个频率是多少?有人曾提出过这样的论点当外部总线频率超过MHz时就要进行专门的分析设计低于这一频率不用考虑信号完整性问题。对这一论点我不敢苟同。仔细分析他们这种问法的背后是对信号完整性的一种误解。    如果必须有一个答案的话我想答案应该是:只要信号畸变到了无法容忍的程度就要考虑信号完整性问题。呵呵看起来像是在胡说八道不过这确实是能找到的最好的答案了。    要想弄清这个问题必须先了解信号完整性的实质到底是什么。产生信号完整性的原因很多频率(值得推敲暂且借用提问者的说法)只不过是其中的一个而已怎么能单单用频率来强行地划分界线!顺便说一句很多人说频率的影响其实这个词很值得推敲。频率到底指的是哪个部分的频率?电路板上有主时钟频率芯片内部主频外部总线带宽数字信号波形带宽电磁辐射频率影响信号完整性的频率到底指的是哪一个?问题根源在于信号上升时间。如果你不是很理解可以到于博士信号完整性研究网学习。    信号完整性最原始的含义应该是:信号是否能保持其应该具有的波形。很多因素都会导致信号波形的畸变如果畸变较小对于电路板不会产生影响可是如果畸变很大就可能影响电路的功能。系统频率(芯片内部主频以及外部频率)、电磁干扰、电源波纹噪声数字器件开关噪声、系统热噪声等都会对信号产生影响频率并不具有特殊的地位你不能把所有的注意力都放在频率这个因素上。    那么这里又会出现另一个问题波形畸变多大会对电路板功能产生影响。这没有确定统一的指标和具体应用以及电路板的其他电气指标有关。对于数字信号而言对畸变的容忍度较大。能有多大的容忍度还要考虑电路板上的电源系统供电电压波纹有多大系统的噪声余量有多大所用器件对于信号建立时间和保持时间的要求是多少等等。对于模拟信号相对比较敏感容忍度较小至于能容忍多大的畸变和系统噪声器件非线性特性电源质量等等有关。          是不是听起来很晦涩!确实要说清楚这个问题并不容易因为牵扯到了太多的因素在内。下面这个数字信号波形的例子能让你有一个简单直观的理解。   这是一个受反射影响的方波数字信号波形的畸变仅仅是反射的结果没有迭加其他噪声。假设低电平逻辑小于v高电平大于v。对于高电平来说震荡的低谷部分可能会冲到v以下此时电路处于不定态可能引起电路误动作。所以迭加在高电平上的波纹幅度不能太大。由于电路存在噪声电源也有波纹这些最终都会迭加到信号波形上所以你计算波纹幅度的时候要考虑这些因素而这些因素和你的电路板其他部分设计有关。所以你无法确定一个统一的畸变标准只能根据你具体电路的设计和应用综合考虑。最终的原则只有一个:通过信号完整性设计、电源完整完整性设计等手段将总的信号畸变控制在一定范围内保证电路板正常稳定工作。   工程中解决信号完整性的问题是一个系统的工程并不是一两种方法就可以包打天下的。什么时候会碰到信号完整性问题也不是可以硬性的划一道线来区分一句话要根据你的实际情况来定。    可能你会感觉这么多不确定的因素还怎么在最初设计的时候考虑信号完整性问题?嗯没问题的其实对于所有影响信号质量的因素你都可以通过一定的设计技术来控制。对于电源波纹问题那是电源完整性的问题又是一个系统的工程。而其他的电磁干扰电磁兼容等则是另外一个系统工程。    总之信号完整性问题涉及的知识较多是一个跨学科的知识体系。网上关于信号完整性基础知识讲解很多但很少有讲得很深入的。要想学好信号完整性你需要有一定的精力投入但可以告诉你只要掌握学习方法其实不难。一旦你学好它回报是非常高的毕竟这方面的人才现在是奇缺阿很多公司给信号完整性工程师开价都在W以上如果你很牛的话呵呵决不是这个价。           好了废话就不多说了。对于信号完整性技术问题我会在于博士信号完整性研究网的博士讲坛栏目进行深入探讨。

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