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求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?

發(fā)布時間:2016-02-24 責任編輯:wenwei

【導讀】何為信號完整性:信號完整性(Signal Integrity,簡稱SI)是指在信號線上的信號質(zhì)量。差的信號完整性不是由某一單一因素導致的,而是板級設計中多種因素共同引起的。當電路中信號能以要求的時序、持續(xù)時間和電壓幅度到達接收端時,該電路就有很好的信號完整性。當信號不能正常響應時,就出現(xiàn)了信號完整性問題。
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
信號完整性包含:
 
1、波形完整性(Waveform integrity)
 
2、時序完整性(Timing integrity)
 
3、電源完整性(Power integrity)
 
信號完整性分析的目的就是用最小的成本,最快的時間使產(chǎn)品達到波形完整性、時序完整性、電源完整性的要求。
 
我們知道:電源不穩(wěn)定、電源的干擾、信號間的串擾、信號傳輸過程中的反射,這些都會讓信號產(chǎn)生畸變,看下面這張圖,你就會知道理想的信號,經(jīng)過:反射、串擾、抖動,最后變成什么鬼。
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
如果你的示波器測試上這樣的信號,你一定會問,為什么會這樣,怎么去解決。
 
首先我們說一下反射:
 
反射--初始波
 
當驅(qū)動器發(fā)射一個信號進入傳輸線時,信號的幅值取決于電壓、緩沖器的內(nèi)阻和傳輸線的阻抗。驅(qū)動器端看到的初始電壓決定于內(nèi)阻和線阻抗的分壓。
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
反射系數(shù)
 
? 其中-1≤ρ≤1
 
當ρ=0時無反射發(fā)生
 
當ρ=1(Z 2 =∞,開路)時發(fā)生全正反射
 
當ρ=-1(Z 2 =0,短路)時發(fā)生全負反射
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
初始電壓,是源電壓Vs(2V)經(jīng)過Zs(25歐姆)和傳輸線阻抗(50歐姆)分壓。
 
Vinitial=1.33V
 
后續(xù)的反射率按照反射系數(shù)公式進行計算
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
源端的反射率,是根據(jù)源端阻抗(25歐姆)和傳輸線阻抗(50歐姆)根據(jù)反射系數(shù)公式計算為-0.33;
 
終端的反射率,是根據(jù)終端阻抗(無窮大)和傳輸線阻抗(50歐姆)根據(jù)反射系數(shù)公式計算為1;
 
我們按照每次反射的幅度和延時,在最初的脈沖波形上進行疊加就得到了這個波形,這也就是為什么,阻抗不匹配造成信號完整性不好的原因。
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
由于連接的存在、器件管腳、走線寬度變化、走線拐彎、過孔會使得阻抗不得不變化。所以反射也就不可避免。
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
電壓后者電流有變化,自然就會往外輻射電磁波
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
串擾是指當信號在傳輸線上傳播時,因電磁耦合對相鄰的傳輸線產(chǎn)生的不期望的電壓噪聲。
 
串擾是由電磁耦合引起的,耦合分為容性耦合和感性耦合兩種。
 
容性耦合是由于干擾源(Aggressor)上的電壓變化在被干擾對象(Victim)上引起感應電流從而導致的電磁干擾;
 
而感性耦合則是由于干擾源上的電流變化產(chǎn)生的磁場在被干擾對象上引起感應電壓從而導致的電磁干擾。因此,信號通過一導體時會在相鄰的導體上引起兩類不同的噪聲信號:容性耦合信號和感性耦合信號。
 
感性耦合:
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
容性耦合:
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
求助——反射、串擾、抖動后,我的信號變成什么鬼?
 
那么這些問題如何解決呢?歡迎工程師們回復討論。


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