Khái niệm cơ bản về phân tích toàn vẹn tín hiệu trong PCB

20/10/2020 158 lượt xem
Những điều cơ bản về phân tích tính toàn vẹn của tín hiệu trong PCB của bạn có thể là bất cứ điều gì nhưng cơ bản. Các công cụ mô phỏng rất tuyệt vời để tính toán hành vi của các tín hiệu trong các mạng khác nhau trong quá trình thiết kế sơ đồ và bố cục, nhưng bạn vẫn sẽ cần thực hiện một số bước để diễn giải kết quả. Nâng cao như một số công cụ mô phỏng EM và tính toàn vẹn của tín hiệu, chúng chỉ đơn giản là không thể so sánh với thông tin bạn có thể thu thập được từ các phép đo. Cho dù bạn sử dụng phương pháp nào để kiểm tra tính toàn vẹn của tín hiệu trong bo mạch của mình (bạn nên thực hiện cả hai), có một số bước quan trọng bạn có thể thực hiện để phân tích hành vi của tín hiệu và xác định các vấn đề trong bo mạch của bạn.

Bắt đầu với phân tích tính toàn vẹn của tín hiệu. 

Phân tích toàn vẹn tín hiệu bắt đầu với các mô phỏng ở giai đoạn bố trí trước. Sau khi xây dựng bố cục của mình, bạn có thể sử dụng một số mô phỏng quan trọng sau bố cục để phân tích tính toàn vẹn của tín hiệu phụ thuộc vào hình học trong bảng của bạn. Tại một số điểm, bạn sẽ cần phải so sánh kết quả mô phỏng của mình với các phép đo thực, vì vậy hãy giữ kết quả của bạn để tiện so sánh.

Phân tích bố cục.


Phần này thực sự là về thiết kế mạch và lựa chọn thành phần. Có ba phân tích quan trọng cho bạn biết một lượng thông tin đáng kể về hành vi của hội đồng quản trị của bạn.

    Các bước chính xác bạn nên thực hiện phụ thuộc vào những gì chính xác không thành công. Phản xạ mạnh có thể là kết quả của sự không phù hợp trở kháng nhỏ, tạo ra phản ứng bậc thang trong tín hiệu kỹ thuật số, do đó sự không phù hợp trở kháng của bạn phải được giảm bớt (lý tưởng là nó phải bằng 0). Đổ chuông là kết quả của điện cảm và điện dung ký sinh. Nếu đổ chuông tạo ra quá mức quá mức, thì việc giảm độ tự cảm ký sinh và điện dung bằng cùng một hệ số sẽ giữ cho trở kháng đặc tính vết của bạn không đổi trong khi tăng giảm chấn trong mạch, điều này sẽ làm giảm biên độ đổ chuông. Cách khác là tăng giảm chấn bằng cách thêm một điện trở nối tiếp .

    Sơ đồ mắt trong phân tích toàn vẹn tín hiệu

    Một trong những phép đo cơ bản nhất được sử dụng trong các hệ thống kỹ thuật số, đặc biệt là trong thiết bị mạng Gigabit và tín hiệu điều chế biên độ, là phép đo sơ đồ mắt. Mô phỏng tỷ lệ lỗi bit trong một kênh kỹ thuật số yêu cầu tính toán các nguồn nhiễu trong bo mạch của bạn, những nguồn này không phải lúc nào cũng được biết trước. Phép đo cụ thể này giúp bạn định lượng lượng thông tin phong phú từ một phép đo duy nhất. Bạn có thể trích xuất thông tin sau trực tiếp từ phép đo sơ đồ mắt:

    Nếu chúng ta giả định rằng nhiều nguồn nhiễu trong mạch là không tương quan (tức là độc lập) và mỗi nguồn nhiễu không có tự tương quan (đây là trường hợp của nhiễu Johnson-Nyquist và nhiễu 1 / f), thì bất kỳ giá trị trung bình nào của các phép đo của chúng ta từ một biểu đồ mắt sẽ hội tụ thành phân bố Gauss. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể trích xuất các mức tín hiệu trung bình và độ rung thời gian bằng cách sử dụng một số phân tích thống kê cơ bản . Nếu bạn đang làm việc với tín hiệu đa cấp, bạn có thể áp dụng các phép đo mức tín hiệu trung bình ở mỗi cấp. Có một số phép đo khác mà bạn có thể trích xuất từ ​​sơ đồ mắt của mình:

    Sơ đồ mắt và số liệu thống kê cho mức 0

    Từ đây, chúng ta có thể định lượng tỷ lệ lỗi bit bằng cách đếm số lần mức tín hiệu nằm ngoài biên độ nhiễu yêu cầu. Vì bạn thường làm việc với hàng tỷ bit, nên việc tính toán xác suất tích lũy để mức tín hiệu đạt đến ngưỡng cho vùng không xác định cho mỗi mức tín hiệu sẽ dễ dàng hơn. Vì chúng ta thường làm việc với phân phối Gaussian (xem biểu đồ ở trên), xác suất tín hiệu đạt đến ngưỡng trên hoặc dưới không xác định có thể được tính toán dễ dàng bằng cách sử dụng các hàm lỗi. Có rất nhiều chương trình mã nguồn mở và máy tính trực tuyến sẽ tính toán xác suất tích lũy này cho bạn khá dễ dàng.
    Khi so sánh tỷ lệ lỗi bit thực với tỷ lệ lỗi bit yêu cầu, bạn có thể xác định xem bạn có cần kỹ thuật sửa lỗi chuyển tiếp hay không. Với tín hiệu đa cấp, bạn cũng có thể xác định xem bạn có cần một số sơ đồ cân bằng hay không. Cân bằng phản hồi động là một sơ đồ đã hữu ích cho 400G với PAM-4, mặc dù các sơ đồ cân bằng khác tốt hơn để giảm ISI trong các tình huống khác nhau.
    Các công cụ phân tích và thiết kế PCB mạnh mẽ trong Altium Designer ® cung cấp cho bạn một điểm khởi đầu hữu ích để phân tích tính toàn vẹn của tín hiệu với các công cụ mô phỏng bố cục trước và sau bố cục Những tính toán chính xác này cung cấp cho bạn một đường cơ sở để so sánh các phép đo của bạn. Bạn cũng sẽ có quyền truy cập vào toàn bộ các tính năng lập kế hoạch sản xuất và tài liệu trong một nền tảng duy nhất.

     

    Hãy liên hệ với Hotline 024.6682.0511 email:software@jywsoft.com để biết thêm chi tiết về sản phẩm cũng như hỗ trợ kỹ thuật.