解决方案高速信号传输产品介绍

2.3.3信号完整性的意义

只要有信号的传输，就存在信号的完整性问题。归纳起来，信号完整性问题存在于以下三个层面。

①系统级信号完整性问题：进行设备与设备电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。

②板级信号完整性问题：进行电子模块上器件与器件电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。

③芯片级信号完整性问题：进行集成电路内部晶体管与晶体管电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。信号完整性是电子系统或设备研发必须满足的底线。如果某电子系统或设备中的任何一个电信号在传输过程不能保证其波形的完整性，接收端接收到信号后就不能作出正确解释，从而使系统或设备的功能因信号解释失误而导致失效，该电子系统或设备就不是一个功能和性能可靠的电子产品了 数字信号的传输速率和其传输通道的长度是高速信号传输的两个不可分割的组成部分；解决方案高速信号传输产品介绍

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： PCI-E测试高速信号传输方案商高速信号传输的原理和本质，综合考虑工程化因素；

在实际的PCB布线时，如果由于产品结构的需要，不能缩短信号线长度时，应采用差分信号传输。差分信号有很强的抗共模干扰能力，能延长传输距离。差分信号有很多种，如ECL、PECL、LVDS等，表1列出LVDS相对于ECL、PECL系统的主要特点。LVDS的恒流源模式低摆幅输出使得LVDS能高速驱动，对于点到的连接，传输速率可达800Mbps，同时LVDS低噪声、低功耗，连接方便，实际中使用较多。LVDS的驱动器由一个通常为3.5mA的恒流源驱动对差分信号线组成。接收端有一个高的直流输入阻抗，几科全部的驱动电流流经10Ω的终端电阻，在接收器输入端产生约350mV电压。当驱动状态反转时，流经电阻的电流方向改变，此时在接收端产生有效的逻辑状态。图5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信号转换成差分信号，进行长距离传输的波形图。在仿真时设置仿真频率为66MHz理想方波，传输距离为508mm，差分对终端接100Ω负载匹配传输线的差分阻抗。从仿真结果看，LVDS接收端的波形除了有延迟外，波形保持完好。

克劳德高速数字信号测试实验室

②数字电路散热设计是数字电路设计工程师必备的第二项基本技能。一方面，数字集成电路的发展趋势是芯片的高集成度和小体积；另一方面，数字信号处理能力和速度在不断提升，必然带来数字电路功耗和热耗的增大。以上两方面的原因共同导致电路单位面积的热流密度增加。当热流密度增加到一定程度时，自然散热方式已经不能满足电路的散热需要，必须考虑并采取合适的散热措施，才能确保其在一定环境温度下正常工作。 高速信号传输用串行还是并行。

2.4电源完整性的概念

2.4.1电源完整性的定义

电源信号是电信号的一个特例，因此，电源完整性是信号完整性的一个特例，电源信号在传输过程中同样具有完整性的问题。电源完整性，英文为PowerIntegrity，简称PI，指电源系统所产生的电源信号经供电传输线传输，到达受电器件电源输入管脚时，能够保证电压的波动量和电流的供给量满足受电器件正常工作的要求。电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好的特性，否则被供电的电路就不能正常工作。集成电路芯片，尤其是数字集成电路芯片，其工作的本质是内部晶体管状态的翻转，大量晶体管状态的翻转需要供电系统提供其所需要的瞬态变化量很大的电流，其所需的电源能量只能由电源供电单元所提供。以“个人资金供给系统”类比受电器件的电源供电单元，可以更直观地理解电源完整性的概念。 高速信号的传输的工程化技术；PCI-E测试高速信号传输方案商

信号传输是否为高速信号传输；解决方案高速信号传输产品介绍

例如，分辨率为UXGA（1600×1200）的DVI信号，其信号传输速率为1.625Gbps，当该信号在FR4材料的PCB上传输时，其信号带宽波长为：3×10+8÷（4）1/2÷（1.625×10+9×5）≈0.02（m）=20mm，其中，FR4材料的相对介电常数为4。当DVI信号在PCB上传输时，传输通道长度大于1/4带宽波长，即5mm时，就必须被当作高速信号传输。对于模拟信号，信号在传输过程中可以被衰减，但不可以因被叠加较大噪声而使信号失真太多，也不允许信号在传输过程中因传输通道某处阻抗的突变太大引起较严重的反射现象。因此，模拟信号传输被看作高速信号传输，且与信号传输通道的长度无关。

注意

在电子设计中，以高速信号传输代替高速信号设计的概念或高速电路设计的概念才能正确处理信号的保形传输问题。以信号传输速率的高低，或以信号的上升时间或下降时间的大小区分信号是高速还是低速是不科学的，这也是部分电子设计工程师对高速信号传输的误解，必须同时考虑信号的传输速率与信号传输通道的长度。 解决方案高速信号传输产品介绍