高速數字信號傳輸電路的設計與仿真

高速數字系統設計成功的關鍵在于保持信號的完整，而影響信號完整性(即信號質量)的因素主要有傳輸線的長度、電阻匹配及電磁干擾、串擾等。設計過程中要保持信號的完整性必須借助一些仿真工具，仿真結果對PCB布線產生指導性意見，布線完成后再提取網絡，對信號進行布線后仿真，仿真沒有問題后才能送出加工。目前這樣的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是個簡單好用的工具，軟件中包含兩個工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布線設計前約束布線和各層的參數、設置時鐘的布線拓撲結構、選擇元器件的速率、診斷信號完整性，并盡量避免電磁輻射及串擾等問題。BoardSim用于布線以后快速地分析設計中的信號完整性、電磁兼容性和串擾問題，生成串擾強度報告，區分并解決串擾問題。作者使用LineSim工具，對信號的阻抗匹配、傳輸線的長度、串擾進行了仿真分析，并給出了指導性結論。 高速信號傳輸電磁兼容定義；湖北高速信號傳輸市場價價格走勢

在實際的PCB布線時，如果由于產品結構的需要，不能縮短信號線長度時，應采用差分信號傳輸。差分信號有很強的抗共模干擾能力，能延長傳輸距離。差分信號有很多種，如ECL、PECL、LVDS等，表1列出LVDS相對于ECL、PECL系統的主要特點。LVDS的恒流源模式低擺幅輸出使得LVDS能高速驅動，對于點到的連接，傳輸速率可達800Mbps，同時LVDS低噪聲、低功耗，連接方便，實際中使用較多。LVDS的驅動器由一個通常為3.5mA的恒流源驅動對差分信號線組成。接收端有一個高的直流輸入阻抗，幾科全部的驅動電流流經10Ω的終端電阻，在接收器輸入端產生約350mV電壓。當驅動狀態反轉時，流經電阻的電流方向改變，此時在接收端產生有效的邏輯狀態。圖5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信號轉換成差分信號，進行長距離傳輸的波形圖。在仿真時設置仿真頻率為66MHz理想方波，傳輸距離為508mm，差分對終端接100Ω負載匹配傳輸線的差分阻抗。從仿真結果看，LVDS接收端的波形除了有延遲外，波形保持完好。遼寧高速信號傳輸USB測試高速信號傳播在電子設計工程化技術方面的理論和概念嚴重缺失；

2.3.3信號完整性的意義

只要有信號的傳輸，就存在信號的完整性問題。歸納起來，信號完整性問題存在于以下三個層面。

①系統級信號完整性問題：進行設備與設備電氣互聯的信號傳輸時可能存在的信號完整性問題。

②板級信號完整性問題：進行電子模塊上器件與器件電氣互聯的信號傳輸時可能存在的信號完整性問題。

③芯片級信號完整性問題：進行集成電路內部晶體管與晶體管電氣互聯的信號傳輸時可能存在的信號完整性問題。信號完整性是電子系統或設備研發必須滿足的底線。如果某電子系統或設備中的任何一個電信號在傳輸過程不能保證其波形的完整性，接收端接收到信號后就不能作出正確解釋，從而使系統或設備的功能因信號解釋失誤而導致失效，該電子系統或設備就不是一個功能和性能可靠的電子產品了

2.4電源完整性的概念

2.4.1電源完整性的定義

電源信號是電信號的一個特例，因此，電源完整性是信號完整性的一個特例，電源信號在傳輸過程中同樣具有完整性的問題。電源完整性，英文為PowerIntegrity，簡稱PI，指電源系統所產生的電源信號經供電傳輸線傳輸，到達受電器件電源輸入管腳時，能夠保證電壓的波動量和電流的供給量滿足受電器件正常工作的要求。電源完整性表示信電源信號的質量在經過傳輸后仍保持相對良好的特性，否則被供電的電路就不能正常工作。集成電路芯片，尤其是數字集成電路芯片，其工作的本質是內部晶體管狀態的翻轉，大量晶體管狀態的翻轉需要供電系統提供其所需要的瞬態變化量很大的電流，其所需的電源能量只能由電源供電單元所提供。以“個人資金供給系統”類比受電器件的電源供電單元，可以更直觀地理解電源完整性的概念。 高速信號傳輸工程化技術問題；

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串擾分析

由于頻率的提高，傳輸線之間的串擾明顯增大，對信號完整性也有很大的影響，可以通過仿真來預測、模擬，并采取措施加以改善。以CMOS信號為例建立仿真模型，如圖6所示。在仿真時設置干擾信號的頻率為66MHz的方波，擾者設置為零電平輸入，通過調整兩根線的間距和兩線之間平行走線的長度來觀察擾者接收端的波形。仿真結果如圖7，分別為間距是203.2mm、406。4mm時的波形。

從仿真結果看出，兩線間距為406.4mm時，串擾電平為200mV左右，203.2mm時為500mV左右。可見兩線之間的間距越小串擾越大，所以在實際高速PCB布線時應盡量拉大傳輸線間距或在兩線之間加地線來隔離。 高速信號傳輸相關的三個方面；湖北高速信號傳輸市場價價格走勢

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高速信號傳輸技術的內涵高速電信號傳輸設計與分析是電子設計工程師必須掌握的基本技能。電子產品處理器主頻高至GHz、傳輸速率達到Gbps以上，高速信號的處理和傳輸要求電子設計工程師必須至少具備以下三項技能：

●高速邏輯時序設計；

●高速電路散熱設計；

●高速信號傳輸設計。

①邏輯時序設計對于數字電路設計工程師而言，無論其開發的數字電路是所謂的低速數字電路，還是高速數字電路，都是基本的設計。電子工程師在進行時序設計時，有一個很重要的假設：數字邏輯信號傳輸沒有失真。因此，邏輯時序設計更多的是考慮信號的邏輯運算、信號延時、信號的同步等因素。 湖北高速信號傳輸市場價價格走勢

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