信号完整性基础知识
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。随着通讯技术和计算机技术的发展,高速数字电路在设计中的运用越来越多,数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。因此,高速数字电路设计对信号完整性技术的需求越来越迫切。
在中、大规模电子系统的设计中,系统地综合运用信号完整性技术可以带来很多好处,如缩短研发周期、降低产品成本、降低研发成本、提高产品性能、提高产品可靠性。数字电路在具有逻辑电路功能的同时,也具有丰富的模拟特性,电路设计工程师需要通过精确测定、或估算各种噪声的幅度及其时域变化,将电路抗干扰能力精确分配给各种噪声,经过精心设计和权衡,控制总噪声不超过电路的抗干扰能力,保证产品性能的可靠实现。
信号完整性技术的应用包括数字电路设计、高速数字电路设计、信号线设计、电路抗干扰设计等方面。为了满足中兴上研一所的科研需要,编写了这份硬件设计培训系列教材的“信号完整性”部分,旨在为硬件设计工程师提供一个系统的信号完整性技术指南。
本教材的对象是所内硬件设计工程师,针对我所的实际情况,选编了第一章——导论、第二章——数字电路工作原理、第三章——传输线理论、第四章——直流供电系统设计,相信会给大家带来益处。
术语和符号解释:
1. 信号完整性(Signal Integrity):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):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。
通过学习信号完整性技术,硬件设计工程师可以更好地设计和优化数字电路,提高产品的性能和可靠性,并满足高速数字电路设计的需求。