原创信号完整性-学习

 2013-12-4 21:48  1088 19 19 分类: FPGA/CPLD

今天在培训时，王师说到了1553B的信号完整性方面的问题，信号完整性是在学校里就学到一个概念，至于怎么在项目工程中使用还是从来没有考虑过。

信号完整性是指信号在传输路径上的质量，传输路径可以是普通的金属线，可以是光学器件，也可以是其他媒质。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。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。

不管是在系统中什么地方，隔离并排除信号完整性故障总是一项极具挑战性的任务。您需要高带宽而且省时的解决方案来正确解决高速信号偏差问题，信号完整性测试设备包括数字示波器、逻辑分析仪、实时频谱分析仪、时域反射计解决方案、信号发生器、高保真探头和分析软件。

一般讨论的信号完整性基本上以研究数字电路为基础，研究数字电路的模拟特性。主要包含两个方面：信号的幅度(电压)和信号时序。

与信号完整性噪声问题有关的四类噪声源：

1、单一网络的信号质量

2、多网络间的串扰

3、电源与地分配中的轨道塌陷

4、来自整个系统的电磁干扰和辐射

当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时，该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时，就出现了信号完整性问题。信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。一般认为，当系统工作在50MHz时，就会产生信号完整性问题，而随着系统和器件频率的不断攀升，信号完整性的问题也就愈发突出。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不能正常工作。

信号完整性和低功耗在蜂窝电话设计中是特别关键的考虑因素，EP谐波吸收装置有助三阶谐波频率轻易通过，并将失真和抖动减小至几乎检测不到的水平。

随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加，信号完整性已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素，都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不工作。如何在PCB板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素，并采取有效的控制措施，已经成为当今PCB设计业界中的一个热门课题。