基于高速嵌入式系统的信号完整性分析

提高信号完整性、减小串扰和反射是高速电路系统设计能否成功的关键.本文基于以ARM1176JZF-S S3C6410为核处理器的嵌入式开发系统,对高速电路进行了研究.通过信号完整性仿真分析,解决了DDR SDRAM差分时钟信号的反射问题和视频输出信号的串扰问题.     

传输线信号完整性的反射分析

针对高速电路系统的传输线信号完整性问题,通过对高速电路PCB上传输线等效电路的分析,给出了信号传输时产生反射现象的原因;介绍了常用的消除反射的方法,即选择均匀传输线、采用合适的拓扑结构布线和阻抗匹配法,指出阻抗匹配法可解决信号传输的反射现象;阐述了源端阻抗匹配法和负载端阻抗匹配法消除反射的原理和适用条件。针对时钟电路中的反射问题,采用PADS/Hyperlynx软件对阻抗匹配法进行仿真,结果表明,阻抗匹配法能够改善信号传输的反射现象。     

传输线信号完整性的反射分析

针对高速电路系统的传输线信号完整性问题,通过对高速电路PCB上传输线等效电路的分析,给出了信号传输时产生反射现象的原因;介绍了常用的消除反射的方法,即选择均匀传输线、采用合适的拓扑结构布线和阻抗匹配法,指出阻抗匹配法可解决信号传输的反射现象;阐述了源端阻抗匹配法和负载端阻抗匹配法消除反射的原理和适用条件。针对时钟电路中的反射问题,采用PADS/Hyperlynx软件对阻抗匹配法进行仿真,结果表明,阻抗匹配法能够改善信号传输的反射现象。     

基于HyperLynx的电视跟踪系统信号完整性分析

在HyperLynx环境下,对反射和串扰这两种常见的信号完整性问题进行了仿真分析,提出了反射和串扰的抑制方案以及差分线的布线策略,在此基础上对以TS201为核心的电视跟踪系统的设计进行了改进。测试结果表明,在系统设计中进行有效的端接和合理的布局布线,可以提高信号的传输质量,避免和减小信号完整性问题。     

端接方法抑制反射的仿真及分析

传输线上的信号反射是造成过冲、振铃等信号完整性问题的主要原因,为解决高速信号传输过程中的反射问题,采用HyperLynx软件仿真分析反射端接技术。利用HyperLynx软件的前仿真工具Line Sim建立传输线模型,进行了源端串行端接、简单并行端接、主动并行端接、戴维南端接和并行RC端接等形式的源端端接匹配和终端端接匹配研究。仿真验证结果表明,端接技术可以有效抑制传输线上的反射噪声,改善高速电路的性能。     

GNSS海洋反射信号软件模拟器设计

在GNSS-R海洋遥感探测中,机载试验是一种重要手段。针对GNSS-R机载试验需要耗费巨大人力、物力以及可重复性差的问题,研究并设计了一种反射信号软件模拟器,介绍了模拟器的总体结构、流程图、关键参数、主要模块及用户界面。该模拟器在GNSS直射信号模拟器的基础上,在直射通道之外并行增加了反射信号通道。通过分析导航卫星反射信号的特点,并利用基于Z-V模型的GNSS海洋反射信号模型,配置机载GNSS海洋反射信号的时延、功率和多普勒频率等参数,从而模拟产生多颗星的多条反射信号。该模拟器可分别生成直射、反射信号两个数字中频文件,直接送入GNSS-R软件接收机进行接收处理。实验结果表明GNSS-R软件接收机的接收处理结果与设定的基于Z-V模型的相关功率曲线的相关系数为0.9977,模拟器产生的反射信号与真实信号相关特性几乎一致,能根据用户输入的不同参数模拟输出导航卫星反射信号。     

基于雷达处理机高速信号的信号完整性设计

反射是破坏信号完整性的原因之一。在充分考虑了反射的基础上,结合一种基于DSP和FPGA的雷达处理机的硬件设计,阐述了控制反射的具体方法。端接电阻和控制传输线长度可以控制反射。通过SpecctraQuest工具仿真得出的分析结果和实测结果,验证了该方案可以避免信号完整性的潜在影响。     

信号完整性分析及仿真

现代科技飞速发展,高速数字电路已成为主流。随着系统工作频率和集成度的提高,信号完整性问题在高速数字电路设计中是至关重要的问题,本文对信号完整性中的反射和串扰两个方面进行了研究,并采用Cadence_Allegro工具设计了简单的数字仿真电路进行仿真分析,分析了解决反射的四种方法和解决串扰的两种方法,并在实际设计电路中进行了实践,表明仿真结果和实际应用一致。     

高速视频处理系统中的信号完整性分析

结合高速DSP图像处理系统讨论了高速数字电路中的信号完整性问题,分析了系统中信号反射、串扰、地弹等现象破坏信号完整性的原因,通过先进IS工具的辅助设计,找出了确保系统信号完整性的具体方法。     

考虑脉冲信号传输特性的矿用电缆故障定位方法

为解决电缆分接头对脉冲信号的反射干扰造成故障定位困难的问题,分析了脉冲信号沿电缆传输特性:脉冲信号幅值、脉宽随传输距离的增加呈单调线性变化。在此基础上提出了一种考虑脉冲信号传输特性的矿用电缆故障定位方法:通过向电缆中注入原始脉冲信号获得反射脉冲信号,根据反射脉冲信号的脉宽、幅值变化识别电缆故障点反射脉冲信号,从而排除电缆分接头反射脉冲信号的干扰,实现故障准确定位。搭建了矿用电缆故障定位仿真模型对该方法进行验证,仿真结果表明,该方法具有较高的故障定位精度,定位误差小于1%。     

基于HFSS的差分信号回流路径设计与仿真

为满足高速电路中差分信号对信号线的低反射与高传输的设计要求，通过对差分信号线的电磁场分布与耦合情况的理论分析，提出了差分信号回流路径的一种优化方案，并给出了建模仿真的方法。运用三维电磁仿真软件HFSS通过在模型中设置参考平面、过孔相关信息等操作分别对差分信号的回流路径进行设计与仿真，利用S参数及模型电场分布分析差分信号的信号质量。仿真结果表明，本优化方案能够有效降低信号线的反射，提高信号线的传输性能与信号完整性。     

信号完整性分析之分支线的阻抗控制

随着电子系统和电路设计全面进入高速信号设计领域,信号完整性问题已经成为电子设计的一个瓶颈.针对分支线结构电气网络所遇到的信号完整性问题进行了深入分析,指出了通过阻抗控制来解决信号反射问题的方法,并且用电路模型仿真验证了方法的有效性.     

北斗反射信号软件接收机的设计与实现

通过对GNSS(global navigation satellite system)反射信号软件接收机和硬件接收机进行对比分析,提出北斗反射信号软件接收机的结构及模块,包括接收直射和反射信号的天线、四通道射频前端、采样量化变换器和数据处理工作站。设计实现北斗导航卫星反射信号处理软件的实现方法及软件整体流程,给出捕获及跟踪两大主要模块的详细流程及处理方法。进行海面测高的岸基实验,通过与实际海面高度的对比验证了软件接收机系统的实用性。     

离散小波变换在Chirp信号检测与时延估计中的应用

为了适应强噪声环境下的Chirp信号探测，提出了离散小波变换时频分布的二维相关算法，即利用发射信号和反射信号的时频分布相似性，估计接收信号中各个反射信号分量的时间延迟。仿真结果证明，该算法具有更强的压制噪声的能力，能准确地进行信号检测和时延估计。     

近钻头连续波反射分析和信号提取算法

连续波载波技术是实现井下随钻测量信息高速上传的有效途径,但由于连续波信号的本质特性使得这一信号在传输通道中的反射、叠加和回响更加剧烈,造成了信号的畸变,从而令井下随钻测量信息的有效提取变得困难。如何实现连续波反射信号的抑制与载波信号的有效提取,是核心内容。为实现这一目的,建立了井下信号传输通道模型,给出了反射过程的理论分析,推导了信号解析算法,明确了工程应用中信号的提取过程,并进行了仿真实验;完成理论分析后,在实地构建的风洞系统中应用所提算法进行了实验,结果进一步验证了算法的有效性,并说明了其在实际工程中推广的可行性。     

基于仿真的高速电路主板系统信号完整性研究

为了缩短电子产品研发周期和提高产品设计的成功率,提出了解决信号完整性问题的端接匹配法.首先分析了所面临的信号完整性问题,在此基础上建立了数学模型,指出关键参数的选取与判断是设计过程中的难点.对一具体实例进行仿真研究和参数优化,结果表明了该方法在解决串扰和反射方面的有效性.     

高速电路的信号完整性分析

介绍了高速PCB设计中的信号完整性概念以及破坏信号完整性的原因,从理论和计算的层面上分析了高速电路设计中反射和串扰的形成原因,并介绍了IBIS仿真。     

面向电缆故障检测的布尔混沌时域反射法

针对基于混沌随机信号相关法的电缆故障检测方法存在的成本高、易引起误判的问题,提出了一种面向电缆故障检测的布尔混沌时域反射法。该方法将布尔电路产生的混沌信号分为2路:一路作为参考信号,另一路作为探测信号注入被测电缆;通过对参考信号和电缆故障点处的反射信号进行采样和相关运算,即可从相关峰的时间延迟和幅值信息中推断出故障点的位置和故障类型。电缆故障测试结果表明,布尔混沌时域反射法可以对电缆的短路、断路和阻抗失配等故障进行检测,且测量范围和空间分辨率分别可达到900m和0.1m。     

高速电路PCB板的反射问题分析及仿真

当今电子技术飞速发展,集成电路的频率不断提高,PCB板的密度也在逐渐增加,使得信号完整性问题越来越成为每一个电子工程师都必须要关注的问题.由传输线效应引起的反射问题就是其中非常重要的一个方面.分析了反射产生的原因,给出了抑制反射的方法,并结合实例进行了Protel仿真,通过仿真结果可以看到反射基本都得到了抑制.     

基于DDR3高速电路拓扑结构的优化与仿真

以JEDEC公司所设计带寄存器内存条(RDIMM)B0公版DDR3的PCB为研究对象,并根据寄存器和内存条的IBIS仿真模型提取对应的时钟信号走线的Fly-By拓扑结构。通过SigXplorer软件对原先的Fly-By拓扑结构进行仿真并分析,然后,根据现有的拓扑结构特点设计出一种新的拓扑结构Fly-Shu。最后,通过反射仿真的矩形波形和串扰仿真的眼图波形与原先Fly-By拓扑结构仿真结果进行对比,发现新设计的Fly-Shu拓扑结构在高速电路中对于常见反射和串扰影响方面具有更强的抑制作用,从而保证了高速信号在传输过程中更高的完整性。同时,新设计出的Fly-Shu拓扑结构对以后的高速信号的PCB设计和仿真起到了很好的借鉴作用。