600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Влияние целостности сигнала на электромагнитную совместимость

Проектирование и изготовление копланарных ламинированных проводников

Целостность сигнала становится все более важной Более высокие скорости передачи данных ио короткое время нарастания/спада усложняют передачу сигнала из точки А в точку Б.

Искажение и деградация сигнала одновременно оказывают неблагоприятное воздействие на электромагнитная совместимость. Излучение цепи и восприимчивость цепи увеличиваются по мере уменьшения целостности сигнала.

Как SI вызывает EMI?

Вы когда-нибудь замечали, что в статьях о целостности сигнала (SI) часто упоминается, что целостность сигнала вызывает электромагнитные помехи (EMI)? Однако вы когда-нибудь замечали, что они редко говорят “как”?

Используя программное обеспечение EMI Analyst, легко увидеть связь между SI и EMI. Приведенный ниже пример дает конкретную иллюстрацию того, как изменение только одного свойства сигнала, перекоса, влияет на излучение кабеля, критическую характеристику электромагнитной совместимости для многих систем.

Целостность сигнала – это не ЭМС

Прежде чем мы перейдем к примеру, важно провести различие.

Целостность сигнала и электромагнитная совместимость (ЭМС) – это не одно и то же. СИ и ЭМС – это две совершенно разные дисциплины. Между SI и EMC существуют перекрывающиеся взаимодействия, но каждое из них является самостоятельной специализацией.

SI влияет на ЭМС

СИ занимается аналоговыми характеристиками цифровых схем.

ЭМС заботится о том, чтобы работа схемы не создавала чрезмерных помех и чтобы цепи не были восприимчивы к помехам.

СИ, по сути, является предметом временной области. ЭМС, за исключением переходных событий, в первую очередь относится к области частот.

ЭМС влияет на СИ

Инженер-конструктор может хорошо разбираться в СИ, но мало знать об ЭМС. Однако его дизайнерские решения могут оказать значительное влияние на ЭМС. Аналогично, инженер по ЭМС может мало знать о СИ и при этом быть опытным в большинстве аспектов ЭМС. Обоим инженерам было бы полезно иметь некоторые знания о области знаний другого.

Точки соприкосновения СИ и ЭМС

Целостность сигнала и электромагнитная совместимость перекрываются. Плохая целостность сигнала приводит к большей излучаемые выбросы от следов цепи и сигнальных проводов. Одновременно схема с плохой целостностью сигнала имеет меньший запас прочности, чем схема с хорошей целостностью сигнала. Добавьте к системе электромагнитные помехи, и схема с плохим SI станет более восприимчивой.

Влияние перекоса сигнала на излучаемые излучения

Приведенный ниже пример иллюстрирует один из способов влияния SI на ЭМС. Излучение кабеля, создаваемое сбалансированным дифференциальным сигналом LDVS, вычисляется для двух условий SI. Сначала перекос сигнала LVDS равен нулю; затем он изменяется на 200 пикосекунд. Изменение уровней излучения на некоторых частотах является драматическим.

В примере используется стандартная установка для тестирования излучаемых выбросов. Антенна, расположенная на фиксированном расстоянии от оборудования, содержащего схему, измеряет напряженность излучаемого поля в определенном диапазоне частот, в данном случае от 10 МГц до 2 ГГц.

Radiated Emission Test Setup - Signal Integrity

Прогнозируемое излучение

На приведенных ниже графиках показано влияние перекоса сигнала на излучаемые излучения для этой схемы. Прогнозируемое излучение кабеля обозначено красновато-коричневой линией. Предел излучения – это голубовато-зеленая линия.

Во-первых, излучаемые излучения вычисляются для случая, когда схема не имеет перекоса сигнала. Положительные и отрицательные выходные сигналы драйвера переходят в одно и то же время, а время нарастания и спада идеально согласовано. Затем вычисляются излучаемые излучения, когда схема имеет всего 200 пикосекунд искажения сигнала. Перекос создает синфазное напряжение около 70 мВ, которое очень коротко пульсирует каждый раз, когда схема меняет состояние.

Хотя оба анализа показывают, что излучаемое излучение ниже предела, обратите внимание, что перекос сигнала приводит к скачку излучения кабеля на 55 дБ на частоте 90 МГц. При наличии аддитивных эффектов синфазного шума от других цепей в системе излучаемые излучения могут легко превысить предельные значения, что приведет к сбою теста на электромагнитные помехи.

Radiated Emissions with No Signal Skew

Radiated Emissions with 200 picosecond Signal Skew

унести

Перекос сигнала может оказать существенное влияние на излучение кабеля, поскольку он индуцирует синфазное напряжение на сигнальных линиях.

Перекос сигнала – это всего лишь одно из свойств целостности сигнала. Другие свойства SI, такие как несоответствие импеданса, перекрестные помехи, обратные потери и задержка распространения, также влияют на электромагнитную совместимость.

Хотя SI – это не то же самое, что EMC, SI влияет на EMC. Качество цифровых сигналов, передаваемых по системным электрическим кабелям, оказывает прямое влияние на излучение электромагнитных помех и восприимчивость к ним.