(施永荣)信号完整性分析读书报告1-2(4)

发布时间:2021-06-08

SI PI入门自己学习的笔记

BW单位GHz,RT为10%-90%上升时间,单位ns

典型的10MHz的时钟信号,上升时间一般为10ns,其带宽约为35MHz。(非理想情况)

2.11“有效的”含义

对于上升时间有限的任何波形,有效性指的是信号的谐波幅度高于相同频率的理想方波中相应谐波幅度的70%那一点。

2.12实际信号的带宽

几乎是理想方波的高质量信号有一个简单的行为特性,即如果传输线电路的终端匹配欠佳时,信号就会发生振铃,频谱在振铃处产生峰值。振铃频率的幅度会比没有振铃时信号的幅度高十倍以上。

有振铃时波形的带宽明显高于没有振铃时的带宽。

EMI(电磁干扰)由电流中每个频率分量的辐射引起。最严重的辐射源是共模电流,其总辐射将随着频率而线性增加。这说明,如果电流有理想方波的特性,则尽管各次谐波的幅度都以1/f的速率下降,但辐射能力仍会以速率f上升,所以各次谐波对EMI的影响都是相等的。为了减少EMI,设计时应在所有信号中采用尽可能低的带宽。高于这个带宽时,谐波幅度就比1/f下降快,对辐射的影响就会小些。将带宽保持在最低值,辐射量就会保持在最小值。

电路中的振铃可能会使高频分量的幅度增加,并使其辐射的幅度增加10倍。这就是为什么为了减少EMI,通常要从解决信号完整性问题入手的一个原因。

2.13互连线的带宽

一个上升时间为1ps的信号,在经过互连线输出后,其上升时间可能为0.35/8GHz=0.043ns,这说明互连线使上升时间退化了。

如果互连线的带宽是1GHz,那么它所能传输的最快边沿就是350ps,这有时称为互连线的本征上升时间。如果一个边沿为350ps的信号进入互连线,那么它输出时的上升时间是多少呢?这是个很微妙的问题。输出后上升时间可能近似为式:

RT2out RT2in RT2interconnect

注意:

要使互连线对信号上升时间造成的增量不超过10%,互连线的本征上升时间就要小于该信号上升时间的50%,这是个简单的经验法则。

从频域角度看,为了比较好地传输带宽为1GHz的信号,互连线的带宽应至少为该信号带宽的两倍,即为2GHz。

要记住,这些只是经验法则,它不能用于设计最终结果,而只能用于粗略地估计或确定一个设计目标。如果互连线的带宽在信号带宽的2倍以内,那么就需要分析互连对整个信号频谱的影响程度。

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