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信号完整性基础--信号质量(一)

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本章我们开始《号完整性基础》系列第六章节信号质量相关知识的讲解。主要和大家分享眼图、均衡和IBIS模型等相关知识。


01 眼图

眼图是一系列数字信号波形积累而形成的图形,通过眼图可以获得码间串扰和噪声等。通常眼图显示两个码元的位宽。通过眼图可以直观地判断传输性能的好坏。
信号电平电压、上升沿等等不可能每一次都一致,因此很多次信号的叠加会导致眼图信号变粗,出现模糊。

电压信号上的模糊表现为噪声,在时间上的模糊表现为抖动,空白区域表示眼高和眼宽,眼图交叉点反应信号占空比的大小。



器件的抖动输出主要有两个来源,分别是随机性抖动(RJ)和固定抖动(DJ)。DJ的来源包括占空比失真、码间干扰、串扰、周期抖动,也是我们主要重点去解决的问题。


02 误码率


误码率简称BER,是衡量系统功能的..终尺度,通常要求小于10E-12
造成误码原因主要有:时序抖动使得实际边沿跳变早于或晚于理想位置到达,振幅噪声使得高电平低于阈值或者低电平高于阈值。
常用的误码率计算方式:瞬态、bit by bit、统计,统计方式..常用,通过软件推导而来。
眼图中空白区域表示误码率在10E-6以下,通过测量可以获得浴盆曲线。常用浴盆曲线直观地观察BER
浴盆曲线会有两个,分别是时间浴盆曲线和电压浴盆曲线。分别表示不同时间和不同电压下进行判决时的误码率。


03 编码方式和AC耦合


常见编码方式:4B/5B、8B/10B、64B/66B、128B/130B、128B/132B等等,编码方式不同带来的效率也不同PCIE2编码为8B/10B,PCIE3编码为128B/130B。

因为线路中存在AC耦合电容,当信号中出现连0或连1时,电容阻抗增大,就会导致该序列信号质量问题,可能影响信号判别对信号进行编码,避免某个码型长时间出现,可以使得信号持续工作在高频,低损耗通过电容。

AC耦合电容主要作阻断直流,改善链路噪声。同时也可以用于过压保护。

容值通常取10-200nF,过小的电容会导致信号畸变。电容过大容易使得在较低的频率即呈现感性,过多衰减高频信号。


理想的电容可以放在线路中的任何位置,对信号的影响是一致的。

A、实际上电容的安装会引入寄生参数,同时带来阻抗不连续。考虑传输线会引入的多种干扰,因此建议将AC耦合电容放置在接收端处。以反射为例,此时信号经过传输线的衰减,同等反射系数下带来的反射量更低。
B、如果存在连接器,耦合电容应该靠近连接器放置,此时可以提供过压保护,并使得阻抗不连续的区域集中
C、AC耦合电容尽量选择小封装,以减小阻抗不连续区域的大小,同时可以适当掏空电容底部的铜平面,采用隔层参考等减小阻抗的变化量。

以上就是本期分享的所有内容啦,下一期我们接着分享剩余的均衡和IBIS模型。眼图和均衡是高速信号设计必不可少的验证和调试手段,大家都去学习起来吧。同时欢迎各位点赞、评论、转发分享哦。



END


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【全文完】

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