首先我們定義下什么是電源和信號完整性？
信號完整性
信號完整性(si)分析集中在發(fā)射機(jī)、參考時(shí)鐘、信道和接收機(jī)在誤碼率(ber)方面的性能。電源完整性(pi)側(cè)重于電源分配網(wǎng)絡(luò) (pdn) 提供恒定、干凈的電源和低阻抗返回路徑的技術(shù)。si和pi具有廣泛的相互依賴性。pdn會引起噪聲和抖動。電路設(shè)計(jì)和元件-- 芯片封裝、引腳、導(dǎo)線、過孔、連接器--會影響pdn的阻抗，從而影響供電質(zhì)量。
我們知道，從電源引入噪聲和抖動會導(dǎo)致高速串行網(wǎng)絡(luò)中的誤碼率，至少會降低嵌入式系統(tǒng)的效率。在最壞的情況下，可能會導(dǎo)致在關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境中出現(xiàn)錯(cuò)誤比特或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。
電源完整性
電源完整性不僅僅是將電壓保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。電源完整性是保證應(yīng)用于電路或設(shè)備的電源適合電路或設(shè)備的預(yù)期性能。其目的是保持從供電到耗電的電能質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)可接受的電源完整性意味著噪聲水平在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。
隨著電氣元件被要求在更小的電路板上執(zhí)行更多的功能，這一點(diǎn)變得越來越重要。隨著尺寸的不斷縮小和復(fù)雜性的增加，嵌入式系統(tǒng)越來越接近電源輸送路徑或電源完整性組件。
在測試和分析電源完整性和信號完整性的過程中，攻克一些需要解決的關(guān)鍵問題是非常重要的。接下來prbtek為您分享：
1/濾掉ac-dc電源轉(zhuǎn)換中的紋波
在這里，設(shè)計(jì)人員需要z佳的電源質(zhì)量，確保包含開關(guān)紋波都不會被漏到下游--同時(shí)保持高效率。設(shè)計(jì)人員必須確保高效率/低噪聲的直流轉(zhuǎn)換，為整個(gè)電源分配網(wǎng)絡(luò) (pdn)供電，確保電源噪聲 (psn)保持在z低限度。
2/dc-dc電源轉(zhuǎn)換
在電源的這一階段，設(shè)計(jì)人員要向最后級或負(fù)載點(diǎn) (pol) 元件提供電源。其中最敏感的電源包括高速adc轉(zhuǎn)換器、fpga內(nèi)核和數(shù)字信號處理器（dsp）的電源。一個(gè)嵌入式設(shè)計(jì)可能會有1000多個(gè)電壓和接地平面，以便在元件間傳遞功率。處理不同電壓水平下的不同負(fù)載也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
3/測量系統(tǒng)對結(jié)果的影響
這包括正在使用的范圍，不同的測量方法，探頭，以及任何在探針尖前使用的適配器。了解這些是非常重要的，這樣就可以知道它們對測量的影響。
其中一個(gè)例子是增加任何探頭引線，都會降低測量系統(tǒng)的總帶寬。探針連接的便利性與性能之間有一定權(quán)衡，所以了解任何連接器的帶寬和共模抑制很重要。
4/信號完整性與電源完整性
由于電源完整性和信號完整性都會相互影響，因此了解它們相互之間是如何影響的，對于測量來說至關(guān)重要。其中一個(gè)的噪聲會影響另一個(gè)，你需要了解這些測量之間的差異，以確定噪聲源的根本原因。設(shè)計(jì)人員需要在時(shí)域和頻域內(nèi)對敏感電源上的紋波進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
5/器件在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的響應(yīng)
所有的器件都會在一個(gè)頻率范圍內(nèi)變化，了解阻抗以及電源下的元件在該頻率范圍內(nèi)的變化是很重要的。它決定了保持電源所需的基本諧振頻率。
信號完整性和電源完整性通常被認(rèn)為是單獨(dú)的學(xué)科，但我們已經(jīng)看到，你需要很好地理解它們的差異，以解決這五個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。