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信息化高速信号传输高速信号传输

来源: 发布时间:2023年06月11日

2.1.2数字信号的时域特性高速信号传输的主要研究内容是高速数字信号传输,因此,我们先以时钟信号为例,讨论数字信号在时域和频域中的特征。在时域中,时钟信号有两个重要的参数,即时钟周期和上升时间。图2.1说明了数字时钟信号的这两个特性。时钟信号波形

时钟周期就是时钟信号重复一次的时间间隔,在高速信号系统中,时钟信号的周期(Tclock)单位一般为纳秒(ns),频率为在1秒钟内时钟循环的次数,单位一般为赫兹(Hz),时钟频率与时钟周期是互为倒数的关系: 高速信号传输的信号完整性;信息化高速信号传输高速信号传输

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高速信号传输

串扰分析

由于频率的提高,传输线之间的串扰明显增大,对信号完整性也有很大的影响,可以通过仿真来预测、模拟,并采取措施加以改善。以CMOS信号为例建立仿真模型,如图6所示。在仿真时设置干扰信号的频率为66MHz的方波,扰者设置为零电平输入,通过调整两根线的间距和两线之间平行走线的长度来观察扰者接收端的波形。仿真结果如图7,分别为间距是203.2mm、406。4mm时的波形。

从仿真结果看出,两线间距为406.4mm时,串扰电平为200mV左右,203.2mm时为500mV左右。可见两线之间的间距越小串扰越大,所以在实际高速PCB布线时应尽量拉大传输线间距或在两线之间加地线来隔离。 信息化高速信号传输高速信号传输高速信号传输工程化技术的三大支撑技术;

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数字信号的时域特性

例如,一个周期为T=25ns的时钟信号,其时钟频率为f=1/25ns=0.04GHz=40MHz。信号的上升时间通常定义为信号从终值的10%跃变到90%所经历的时间,又称之为10~90上升时间。信号的下降时间定义为从终值的90%跃变到10%所经历的时间。2.1.3数字信号的频域特性任何一个信号都可以由一组正弦波组合而成,在数学上可以将信号波形的数学描述通过傅里叶变换转换为一组正弦波,每一个正弦波称为信号的一个频率分量,每一个频率分量都有相关的幅度和相位,我们把所有这些频率值及其幅度值的称为信号的频谱。信号的波形是时域的表现,信号的频谱是频域的表现,把时域信号以信号的频谱表示称为信号的时域—频域变换,即傅里叶变换。如果我们知道信号的频谱,要观察它的时域波形,只需将每个频率分量变换成它的时域正弦波,再将其全部叠加即可,这个过程称为傅里叶逆变换。

在实际应用中,可以采用某个频率以下的所有谐波分量,这样可以近似地表示为原始时域波形,这个频率以上的谐波分量可以忽略不计,信号的这个频率称为信号的带宽。信号带宽对应的波长λ称为带宽波长。在工程实践中,数字时钟信号具有以下特征:

●时钟信号是由一组谐波分量组成的;

●存在一个谐波分量(称其频率为带宽),可以以这个谐波分量以下的所有谐波分量叠加,以近似该时钟信号;

●一般地,时钟信号的带宽为时钟信号频率的5倍,这是具有工程应用价值的。数字时钟信号的时域和频域特征的分析研究结果,可以应用于任意数字信号,数字信号的带宽为数字信号最小宽度脉冲所构成的时钟信号频率的5倍。 高速信号传输技术的复杂性;

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(4)保形传输保形传输是指电信号在传输通道上进行传输的过程中,其信号失真度被控制在一定范围内,使得信号接收器能够正确接收该信号。我们开发电子设备,其中一项重要工作是为所有的电信号设计合适的传输通道,以确保电信号在传输通道上进行保形传输。电子设计工程师在开发电子产品时,对于模拟信号传输,其设计目标是要确保模拟信号在传输过程中基本无失真;对于数字信号传输,其设计目标是要确保数字信号在传输过程中,其失真度保持在一定范围内,使得信号接收器能够正确识别。我们可以用交通运输作为类比来理解信号传输的概念。当谈到交通运输的概念时,我们不但显性地指明交通工具,如汽车、火车、高速列车或飞机,也隐性地提及与交通工具相对应的运输通道,如公路、铁路、高速铁路或空中航道。交通工具与运输通道构成完整的交通运输概念,脱离开交通工具谈论交通运输没有实际意义,脱离运输通道谈论交通运输也没有实际意义,如汽车运输是指汽车和与之对应的公路或高速公路,火车运输是指火车和与之对应的铁路,高铁运输是指高速火车和与之对应的高速铁路,飞机运输是指飞机和与之对应的空中航道。交通工具与运输通道是相互匹配的。高速信号传输的保形通道;电气性能测试高速信号传输USB测试

高速信号传输的原理和本质,综合考虑工程化因素;信息化高速信号传输高速信号传输

2)传输通道在本书中,传输通道专指电信号的有线传输通道。电信号的传输通道是指由电信号的传输路径和其返回路径共同构成的线路。需要特别强调的是,传输通道包括信号的传输路径线路和该信号的返回路径线路两个相互依存的部分,二者缺一不可。

(3)信号传输在本书中,信号传输专指电信号的信号传输。我们把电信号和它的传输通道一起称为信号传输。对于信号传输的概念而言,电信号和其传输通道是相互依存的,二者缺一不可。脱离电信号的传输通道讨论信号传输是无意义的,同样地,脱离传输通道上的电信号讨论信号传输也是无意义的,对高速信号传输来说更是如此。 信息化高速信号传输高速信号传输

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