Целостность сигнала становится все более важной в электронном проектировании по мере увеличения скорости цепи. Более высокая скорость передачи данных и меньшее время нарастания/спада затрудняют передачу сигнала из точки А в точку В.

Искажение и ухудшение качества сигнала одновременно оказывают неблагоприятное воздействие на электромагнитную совместимость. Излучение цепи и восприимчивость цепи увеличиваются по мере снижения целостности сигнала.

Как SI вызывает электромагнитные помехи?

Вы когда-нибудь замечали, что в статьях о целостности сигнала (SI) часто упоминается, что целостность сигнала вызывает электромагнитные помехи (EMI)? Однако замечали ли вы когда-нибудь, 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 не зависит от электромагнитной совместимости

Прежде чем мы перейдем к примеру, важно провести различие.

Целостность сигнала и электромагнитная совместимость (EMC) – это не одно и то же. SI и EMC – это две совершенно разные дисциплины. Существуют перекрывающиеся взаимодействия между SI и EMC, но каждый из них сам по себе является специализированным.

SI влияет на электромагнитную совместимость

СИ занимается аналоговыми характеристиками цифровых схем.

Система электромагнитной совместимости заботится о том, чтобы работа цепи не вызывала чрезмерных помех и чтобы цепи были невосприимчивы к помехам.

SI, по сути, является субъектом временной области. Электромагнитная совместимость, за исключением переходных процессов, в первую очередь относится к частотной области.

Электромагнитная совместимость влияет на SI

Инженер-конструктор может хорошо разбираться в СИ, но мало что знать об ЭМС. Однако его дизайнерские решения могут оказать существенное влияние на ЭМС. Аналогичным образом, инженер по электромагнитной совместимости может мало знать о SI и при этом хорошо разбираться в большинстве аспектов электромагнитной совместимости. Обоим инженерам было бы полезно иметь некоторые знания о области знаний другого.

Точки соприкосновения SI и EMC

Целостность сигнала и электромагнитная совместимость перекрываются. Плохая целостность сигнала приводит к большему излучению от цепей и сигнальных проводов. В то же время схема с плохой целостностью сигнала имеет меньший запас прочности, чем схема с хорошей целостностью сигнала. Добавьте в систему электромагнитных помех, и схема с плохим SI станет более восприимчивой.

Влияние искажения сигнала на излучаемые излучения

Приведенный ниже пример иллюстрирует один из способов влияния SI на электромагнитную совместимость. Излучение кабеля, создаваемое сбалансированным дифференциальным сигналом LDVS, рассчитывается для двух условий SI. Сначала искажение сигнала LVDS равно нулю; затем оно изменяется на 200 пикосекунд. Изменение уровней излучения на некоторых частотах является разительным.

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

Прогнозируемое излучение

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

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

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

Забирать

Перекос сигнала может оказать существенное влияние на излучение кабеля, поскольку он вызывает 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 электрическим кабелям системы, напрямую влияет на излучение электромагнитных помех и восприимчивость к ним.

Вы должны войти в систему, чтобы оставить комментарий.