数据中心利用发射系统和接收系统之间的通道,可以准确有效地传递有价值的信息。如果通道性能不佳,就可能会导致信号完整性问题,并且影响所传数据的正确解读。因此,在开发通道设备和互连产品时,确保高度的信号完整性非常关键。测试、识别和解决导致设备信号完整性问题的根源,就成了工程师面临的巨大挑战。本文介绍了一些仿真和测量建议,旨在帮助您设计出具有优异信号完整性的设备。
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第二条传输线中没有过孔,这条传输线是一条均匀微带。SMA加载与排前条传输线相同。巧合的是,尽管这是一个单端测量,但这条被测的传输线外还有另一条平行的传输线与其物理相邻,间距约等于线宽。但是,相邻的传输线上也端接了50欧姆的电阻。是否有可能另外一条迹线的逼近在某种程度上导致了这个波谷?如果是这样,另一条线的哪些特征影响了波谷频率?要回答这个问题,方法之一是为两条耦合线的物理结构建立一个参数化的模型,验证模拟的插入损耗与测得的插入损耗匹配,然后调整方面的模型,探索设计空间。山西信号完整性测试参考价格克劳德实验室数字信号完整性测试技巧;

通道仿真工程师通常会用电子设计自动化软件来创建电路仿真。设计自动化软件则是采用逐位和统计仿真技术,用以提供快速而准确的通道仿真。算法建模接口是设计软件所使用的一种标准,它可以轻松仿真从发射到接收的多千兆位串行链路。除了仿真软件以外,工程师还使用眼图、混合模式S参数、时域反射测量和单脉冲响应之类的信号分析工具。在仿真从发射机到接收机的数据传输时,示波器上显示的眼图可以作为分析工具,帮助评估通道性能。眼图的宽度和高度是信号失真的关键指标。宽大的眼图意味着数据传输良好。闭合的眼图表示信号完整性大幅降低。如果发射机处的眼图是开眼,接收机处是闭眼,下一步就需要确定通道中的哪些设备或互连导致了信号衰减。您可以直接查看发射机输出端的眼图,通过每个互连追溯到接收机,从中确定导致信号衰减的设备。
8英寸长均匀微带线的ADS建模,所示简单模型的带宽为~12GHz。所示为描述传输线的较好简单模型,是基板上的一条单一迹线,长度为8英寸,电介质厚度为60密耳,线宽为125密耳。这些参数都是直接从物理互连上测得的。较好初我们不知道叠层的总体介电常数和体积耗散因数。我们有测得的插入损耗。所示为测得的互连插入损耗,用红圈标出。这与前文中在TDR屏幕上显示的数据完全一样。分析中也采用相位响应,但不在此显示。在这个简单的模型中有两个未知参数,即介电常数和耗散因数,我们使用ADS内置的优化器在所有参数空间内搜索这两个参数的比较好拟合值,以匹配测得的插入损耗响应与模拟的插入损耗响应。中的蓝线是使用4.43的介电常数值和0.025的耗散因数值模拟的插入损耗的较好终值。我们可以看到,测得的插入损耗和模拟的插入损耗一致性非常高,达到约12GHz。这是该模型的带宽。相位的一致性更高,但不在此图中显示。通过建立简单的模型并将参数值拟合到模型中,以及利用ADS内置的二维边界元场解算器和优化工具,我们能够从TDR/TDT测量值中提取叠层材料特性的准确值。我们还能证明,此互连实际上很合理。传输线没有异常,没有不明原因的特性,至少在12GHz以下不会出现任何意外情况。信号完整性测试设计重要性;

我们现在看一个具体示例:图3中,两款示波器都已设置为800mV全屏显示。8位ADC示波器的分辨率是3.125mV,即,800mV除以28(256个量化电平)。10位ADC示波器的分辨率是0.781mV,即,800mV除以210(1024个量化电平)。计算出来的分辨率又被称作小量化电平,在正常采集模式下,是示波器能识别的信号小变化范围。示波器通常支持高分辨率采集模式,在该模式下,要得到正确的信号,示波器的模拟前端要能够防混叠,且采样率远大于实际需要的采样率。也有的厂家采用过采样技术配合DSP滤波器来提高示波器的垂直分辨率,然后给出一个指标,说高分辨率模式下,其位数是多少。以InfiniiumS系列示波器为例,其ADC固有分辨率是10位,高分辨率模式下是12位。高分辨率模式要求ADC实际支持的采样率远高于被测信号测量所需的硬件带宽。提升分辨率,可以选择更高位数的ADC,同时示波器的垂直刻度选择范围要更宽。信号完整性测试系统主要功能;浙江信号完整性测试系列
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转换成频域的TDR/TDT响应:回波损耗/插入损耗。蓝线是参考直通的插入损耗。当然,如果有一个完美直通的话,每个频率分量将无衰减传播,接收的信号幅度与入射信号的幅度相同。插入损耗的幅度始终为1,用分贝表示的话,就是0分贝。这个损耗在整个20GHz的频率范围内都是平坦的。黄线始于低频率下的约-30分贝,是同一传输线的回波损耗,即频域中的S11。绿线是此传输线的插入损耗,或S21。这个屏幕只显示了S参数的幅度,相位信息是有的,但没有显示的必要。回波损耗始于相对较低的值,接近-30分贝,然后向上爬升到达-10分贝范围,约超过12GHz。这个值是对此传输线的阻抗失配和两端的50欧姆连接的衡量。插入损耗具有直接有用的信息。在高速串行链路中,发射机和接收机共同工作,以发射并接收高比特率信号。在简单的CMOS驱动器中,一个显示误码率之前可能可以接受-3分贝的插入损耗。对于简单的SerDes芯片而言,可以接受-10分贝的插入损耗,而对于先进的高级SerDes芯片而言,则可以接受-20分贝。如果我们知道特定的SerDes技术可接受的插入损耗,那就可以直接从屏幕上测量互连能提供的比较大比特率。山西信号完整性测试参考价格
示波器的各个属性彼此配合,相互影响,我们必须从全局角度加以考量。许多示波器品牌所宣传的分辨率、本底噪声、抖动等技术指标都被冠以了"比较好"字眼。然而,滴水难成海,独木不成林。您必须清醒地认识到,要提供比较好的信号显示,绝不是凭单个比较好技术指标就能实现的。所以在选择示波器时,只有做到全盘兼顾才能做出正确的选择。只关注信号完整性的一个方面而忽视其他属性,就好比只见树木不见森林,很有可能会导致错误判断。 请注意:两款示波器测得的上升时间标准偏差有所不同,尽管它们的带宽(4GHz)、采样率(20GSa/s)和其他设置都是相同的。在快速上升时间测试中,InfiniiumS系列测得的标准偏差是...