《高速信號傳輸原理》課件

高速信號傳輸原理本課程將深入探討高速信號傳輸?shù)脑砗蛯嵺`，幫助您掌握高速電子設(shè)計中關(guān)鍵的技術(shù)和知識。課程學(xué)習(xí)目標1了解高速信號傳輸?shù)幕A(chǔ)知識2掌握常見的信號傳輸標準和技術(shù)3學(xué)習(xí)信號完整性分析和優(yōu)化方法4具備高速電子設(shè)計實踐能力信號傳輸基礎(chǔ)信號類型數(shù)字信號、模擬信號、混合信號傳輸介質(zhì)導(dǎo)線、光纖、無線電波傳輸特性帶寬、延遲、阻抗電磁波理論1麥克斯韋方程組電磁波的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)2電磁波傳播特性波長、頻率、速度3電磁波與介質(zhì)的相互作用反射、折射、吸收信號傳播機理1信號發(fā)射驅(qū)動器產(chǎn)生信號2信號傳輸信號在傳輸介質(zhì)中傳播3信號接收接收器接收信號屏蔽與接地屏蔽防止外部干擾接地提供參考電壓共模抑制消除共模噪聲信號反射與饋電阻抗不匹配信號反射產(chǎn)生饋電信號反射導(dǎo)致信號衰減線路損耗與色散線路損耗信號在傳輸過程中的能量損耗色散信號在傳輸過程中的展寬線路失真與噪聲失真信號形狀發(fā)生改變噪聲干擾信號疊加信號傳輸標準PCB布線設(shè)計原則1層數(shù)選擇根據(jù)信號速度和密度2阻抗控制保證信號完整性3走線長度避免信號反射4布線間距降低串?dāng)_連接器選擇與應(yīng)用類型選擇根據(jù)信號類型和速度插拔性能保證可靠連接電氣特性匹配阻抗和信號完整性高速差分信號1差分傳輸減少共模噪聲2阻抗匹配降低信號反射3信號完整性提高傳輸效率LVDS信號傳輸?shù)碗妷翰罘中盘柕凸模驮肼?，高速度?yīng)用場景液晶顯示器，數(shù)字視頻接口PCIExpress信號高速總線標準高帶寬，高性能，廣泛應(yīng)用于計算機系統(tǒng)信號特點差分傳輸，高速率，低延遲HDMI信號傳輸1數(shù)字視頻接口傳輸音頻和視頻信號2高清畫質(zhì)支持1080p和4K分辨率3應(yīng)用廣泛電視，投影儀，顯示器USB信號特性通用串行總線數(shù)據(jù)傳輸，供電，控制多種版本USB2.0，USB3.0，USB3.1應(yīng)用場景外設(shè)連接，數(shù)據(jù)存儲SATA信號分析串行ATA接口連接硬盤和光驅(qū)傳輸速度SATA1.5Gbps，SATA3.0Gbps數(shù)據(jù)完整性ECC糾錯機制DDR信號完整性1雙倍數(shù)據(jù)速率提高數(shù)據(jù)傳輸速度2時序控制精確控制數(shù)據(jù)讀寫3信號完整性保證數(shù)據(jù)可靠性時鐘信號設(shè)計1時鐘頻率決定數(shù)據(jù)傳輸速度2時鐘抖動影響信號完整性3時鐘分布保證時鐘同步串?dāng)_抑制技術(shù)走線間距增加走線間距，降低串?dāng)_屏蔽層使用屏蔽層隔離信號差分信號采用差分信號傳輸信號完整性測試1眼圖分析評估信號質(zhì)量2時域反射儀檢測信號反射3頻譜分析儀分析信號頻譜EMI抑制與規(guī)范電磁干擾電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號EMI規(guī)范限制電磁輻射抑制技術(shù)濾波器，屏蔽，接地信號隔離與濾波信號隔離防止信號串?dāng)_濾波器去除干擾信號工程實踐案例高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)應(yīng)用高速信號傳輸技術(shù)高速通信網(wǎng)絡(luò)滿足高帶寬需求信號傳輸標準對比信號完整性仿真1仿真軟件HSPICE，ADS2仿真模型構(gòu)建電路模型3仿真結(jié)果分析信號完整性信號完整性測量1眼圖測量評估信號質(zhì)量2阻抗測量檢測阻抗匹配3串?dāng)_測量分析信號串?dāng)_信號完整性優(yōu)化走線優(yōu)化調(diào)整走線長度和間距阻抗匹配使用阻抗匹配器濾波技術(shù)使用濾波器去除噪聲結(jié)語與總結(jié)