基于雷达处理机高速信号的信号完整性设计

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1、·128·《测控技术》2012年第31卷第3期基于雷达处理机高速信号的信号完整性设计郁昊，叶勇(中航雷达与电子设备研究院，江苏无锡214063)摘要: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。关键词:信号完整性;传输线;反射;仿真中图分类号:TN959．73文献标识码:A文章编号:1000－8829(2012)03－0128－03D

2、esignforIntegrityofHighSpeedSignalBasedonProcessingSystemYUHao，YEYong(RadarandAvionicsInstituteofAVIC，Wuxi214063，China)Abstract:Reflectionisoneofthereasonsofthedestructionofsignalintegrity．Fullyconsideredofreflection，thencombinedwiththehardwaredesignoftheradarprocessorbasedonDSPandFPGA

3、，thedetailedsolutionstocontrolreflectionareexpatiated．Reflectioncanbecontrolledwiththeterminatingresistorandthelengthofthetransmissionlinestobecontrolled．ThesimulationresultsbySpecctraQuestandtheexperimentalresultsdemonstratethattheschemecanavoidtheinfluenceofsignalintegrity．Keywords:s

4、ignalintegrity;transmissionlines;reflection;simulation随着系统设计复杂性和集成度的大幅提高，高速在详细描述信号完整性的基础上，指出在工程应系统的设计不仅需要借助快速的元件，而且需要精心用中需要考虑的细节问题，即控制反射时串行端接插的设计。随着电子系统中逻辑和系统时钟频率的迅速入电阻阻值和传输线临界长度，并且给出了仿真结果。提高和信号边沿不断变陡，印制电路板的线迹互连和最后通过印制电路板上的实测来证明信号完整性仿真板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。设计的有效性。高速电路有两个方面的含义:①频率高，通常认1信号

5、完整性为数字电路的频率达到或是超过45～50MHz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个系统的1/3，1．1传输线理论就称为高速电路;②从信号的上升与下降时间考虑，简化的传输线电路模型如图1所示。当信号的上升时间小于2倍信号传输延时时即认为信号是高速信号。高速系统存在的主要问题是，高频能够辐射并造成干扰，相应的快速边沿速率可能会产生振荡、反射和串扰现象，如果不能及时检查出来，这种噪音可能会大大地降低系统的性能。因此，高速电路设计技术已经成为电子系统中必须采取的设计手段。图1传输线电路模型图只有通过使用高速电路的设计技术，才能实现设计过程的可控性。图1中，Z0为

6、传输线的特性阻抗;l为一个传输线的微分线段;ZS为电阻和电容串联阻抗;ZP为电阻和收稿日期:2011－03－30电容并联阻抗;V1为输入电压;V2为特性阻抗的电压;作者简介:郁昊(1986—)，女，江苏无锡人，本科，助理工程师，Z1n为传输线阻抗。主要从事信号完整性仿真方面的研究;叶勇，男，福建人，本科，1．1．1传输线特性阻抗高级工程师，主要从事信号完整性仿真方面的研究。传输线的特性阻抗计算如下基于雷达处理机高速信号的信号完整性设计·129·l(R+jωL)122R+jωL称为过阻尼。Z0=+l(R+jωL)+4(1)22槡G+jωc欠阻尼和过阻尼都会引起反向传播

7、的波形，在传式中，l为极小，l项和l的平方项可以忽略。输线上会形成驻波。表现出诸如过冲、下冲以及振荡当频率足够高时(f≥100kHz)，ω=2πf，ωL、ωc很等信号失真的现象。大，R、G可忽略，L为单位长度线的固有电感，C为单1．2．1反射系数位长度线的固有电容，此时信号传输到终端时，其能量应保持不变，即到达终Z=L(2)端的能量等于负载吸收的能量加上没有被负载吸收的0槡C能量。当频率很低时(f≤1kHz)，W=2πf很小，可以忽反射系数公式如下:略。此时①负载端反射系数RZ0=(3)RL－Z0槡GρL=(5)RL+Z0传输线的特性阻抗是影响信号品质的一个最重