|
这里有空和大家探讨一下作为非专业从事SI量测人员对信号完整性的必备技能和经常遇到的问题。SI 分析是硬件和软件工程师必备的一项技能，而在实际工作中很多公司并不对此做专门的培训，甚至量测过程都由专门的SIV Team分担，这就对研发工程师的SI 分析技能大打折扣。由于本人水平有限，内容仅作讨论，欢迎指导。 那么首先什么是信号完整性呢？可以看下图，上面部分是理想的信号（另外两个是power和GND），下面部分是实际我们得到的信号。 可以看出有很多毛刺，也就是失真。那么这些失真就是我们要研究的。并且传播延时也是一种失真，这个是简单的波形无法看到的。 我们不仅要找到造成这些问题，知道在哪，还要知道是什么造成的，这样就可以进一步的解决问题，让实际的信号更“完美”。 谈到信号完整性，不得不提一下高速信号，因为一般高速信号才更critical，也更容易受到传输介质，外界信号的影响。 什么是高速信号呢？ 其实区分高速低速信号都是相对来说的，不同的应用和平台会有不同理解。一般的能够达到M级的基本都可以算是高速，如经常会说的66MHZ, 100MHZ等等。有的平台里，SPI，I2C，LPC这些只能算是低速。但PCIE，USB，LVDS这些可以肯定都可以称作高速信号。 另一种现在常用的区分方式是从上升时间的角度来看，只有信号的上升时间小于传输延迟的6倍才（倍数有2,4,6,8几种不同的定义）。即： 随后我们来讨论常被我们忽略的问题，示波器的带宽和信号的带宽。讨论这个是因为我们可不想在分析SI 的时候将测量上的错误带进去，这样会影响我们的判断和对问题的解决，甚至还会引入不必要的麻烦。 那么示波器是如何量测的呢？示波器的带宽和被测信号又有什么样的关系呢？一般的，有些人在量测信号的时候会简单的认为用一个带宽比被测信号带宽大的示波器就可以了，那么您知道大几倍合适？这些会对信号有哪些影响呢？ 我们先来看看下面这个图，实际的示波器如果我们给它一个标准的1V信号，如蓝色波形，实际它抓到的会是有衰减的红色波形，旁边的0.707这个数字先不要看。那么如果显示是0.707V这个准位是什么意思呢？其实它是在信号带宽和示波器带宽相同时候量测到的，根据20log0.707=-3dB，我们就定义它为示波器的-3db点。 为了更加清晰的了解它们的关系，我们需要定义Normalized Frequency，即， 如Normalized Frequency=0.4 表示示波器带宽是被测信号带宽的2.5倍。 那么我们就来看看Normalized Frequency与真正测出的信号（即指上面红色波形）有什么样的关系，下面是Normalized Frequency和得到的信号振幅之间的关系。 图中振幅为70.7%的位置就是上面我们提到的-3dB点，可以看到此时的Normalized Frequency=1，即被测信号的带宽等于示波器带宽。此时的失真率就是30%左右。 那么通常情况下，我们应该如何取值，或者说选择呢？ 这里我们定义了一个3%的失真率，即尽量让信号Normalized Frequency≤0.3左右， 当然由于实际条件的限制不一定能找到“完美”的示波器，一般我们会建议 示波器（加上探棒）的带宽是被测信号的3~5倍就可以了。 不知道您有没有对Normalized Frequency公式上面那幅图产生一些问题？有没有错误呢？ 之后再继续讨论。
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
