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信号完整性

趋势:接口标准提升数据率
结果:增添到线路上的保护功能要求更低电容,从而维持信号完整性

接口标准 高速对 最大数据率 (Gbps) 养分阻抗 最大电容容限 (pF)
HDMI1.2 4 1.65 100 Ω 0.9
HDMI1.3/1.4 4 3.4 100 Ω 0.6
Display Port 1.1 1, 2, 4 2.7 100 Ω 0.7
Display Port 1.2 1, 2, 4 5.4 100 Ω 0.4
USB2.0 1 0.48 90 Ω 1.2
USB3.0 3 4.8 90 Ω 0.4
eSATA 1.0 2 1.5 100 Ω 0.9
eSATA 2.0 2 3 100 Ω 0.65
eSATA 3.0 2 6 100 Ω 0.4
LCD面板TCON: LVDS 最多12对 0.6 100 Ω 1.2
LCD面板TCON: V by 1 8 3.75 100 Ω 0.5

问题:速度最快的接口采用对电压最敏感的芯片组技术
解决方案:降低钳位电压同时维持信号完整性的ESD保护


关键测试:眼图

眼图用于将高速信号源或发射器(接收器测试通常要求误码率测试)特征化。典型眼力测试设置如下所示。

Typical Eye Diagram Test

真实世界的高速数据信号会遭受包括衰减、噪声、串扰等显著影响。典型高速数字信号的数据眼图如下图所示。注意这图形看上去像人眼的形状。

关键测量

data eye diagram for a typical high speed digital signal


典型调整数据信号及眼图
data eye diagram for a typical high speed digital signal

典型眼图测量

使用眼图来判定符合性问题

高速信号的品质可以快速鉴别出来,方法就是将符合性遮罩(mask)盖在眼图上。典型遮罩同时包括时间及幅度极限值。带符合性遮罩的眼图如下所示。

eye diagram with compliance masks

在上图中,灰色区域代表“超出”(keep-out)区域。为了通过遮罩符合性测试,发射器输出不得有任何部分处于“超出”区域。

关键测试:TDR

TDR是什么?

时域反射计(TDR)是一种测量信号承载介质之阻抗的电子仪表。TDR能够显示整个信号路径的阻抗。信号路径上的任何不匹配都可以在TDR上观测到。设计人员可以利用此信息来改进阻抗匹配及因此改善其产品的信号品质。

测试结果

测试设置

TDR Test Results image
查看更详细信息
TDR Test Setup photo

更详细信息参见安森美半导体应用注释:Time−Domain Reflectomete (TDR)

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