《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 其他 > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 【干貨】如何計(jì)算傳輸線之間的延時(shí)差/偏移(Skew)

【干貨】如何計(jì)算傳輸線之間的延時(shí)差/偏移(Skew)

2023-12-12
來源:EETOP

-以下文章來源于信號(hào)完整性 ,作者蔣修國-

編者注:在電路設(shè)計(jì)時(shí)序是非常重要的,時(shí)序也是信號(hào)完整性研究的主要內(nèi)容之一。較大的延時(shí)差/偏移(Skew)會(huì)直接導(dǎo)致電路時(shí)序不滿足要求,從而導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)失敗。要控制好skew首先就需要學(xué)會(huì)如何獲取skew,本文將介紹了兩種方式供大家參考。

在2018年的時(shí)候給大家分享過一篇文章,介紹的是傳輸線的物理等長并代表在時(shí)序上就是相等的。這篇文章得到了大量工程師的一致好評。關(guān)于一些基本的概念,大家可以參考下文:

90%的工程師都沒意識(shí)到的高速電路設(shè)計(jì)問題:等長繞線的影響

最近又有工程師在問:雖然我知道它們不等長了,但是我們?nèi)绾斡?jì)算這些skew呢?

在前文中有介紹過,在有的PCB設(shè)計(jì)工具中是直接可以查看傳輸線的延時(shí)以及延時(shí)差(skew)的,有興趣的工程師可以去研究下。本文主要給大家分享下不使用PCB設(shè)計(jì)工具,如何計(jì)算傳輸之間的延時(shí)差。因?yàn)椴⒉皇敲恳粋€(gè)設(shè)計(jì)都是PCB,有的是連接器、有的是線纜或者芯片封裝產(chǎn)品等等。

微信圖片_20231212203033.jpg

不管是PCB、芯片封裝,還是連接器、線纜,在分析時(shí)都會(huì)提取其S參數(shù)。我們經(jīng)常講到,S參數(shù)能完整的表征無源器件的特性,其中也就包含了我們要介紹的延時(shí)差(skew),那這樣就可以從S參數(shù)中獲取得到傳輸線之間的延時(shí)差(Skew)。

下面介紹兩種測量或者計(jì)算方式,一種是通過PLTS直接測量;一種是使用ADS仿真獲取。

微信圖片_20231212203046.jpg

首先來介紹PLTS的測量方式。

把獲取到的S參數(shù)導(dǎo)入到PLTS中,如下圖所示:

微信圖片_20231212203056.jpg

導(dǎo)入的S參數(shù)如下圖所示:

微信圖片_20231212203106.jpg

選擇T21,雙擊之后,再選擇T43,雙擊之后,如下圖所示:

微信圖片_20231212203119.png

在圖示中單擊鼠標(biāo)右鍵,選擇Measure-->Skew

微信圖片_20231212203129.png

在彈出的對話框中勾選Skew Measurement ON,就會(huì)立即顯示出延時(shí)差(Skew),為20.02ps。

微信圖片_20231212203140.png

這個(gè)方式非常簡單。第二種方式就在ADS中搭建一個(gè)原理圖進(jìn)行仿真,然后測量出來。仿真的原理圖如下圖所示,使用的時(shí)域仿真器Transient。

微信圖片_20231212203153.png

S參數(shù)與在PLTS中使用的S參數(shù)是一致的。在S參數(shù)輸出端添加上網(wǎng)絡(luò)名v1和v2。

微信圖片_20231212203204.png

在數(shù)據(jù)顯示窗口中獲得如下圖所示的波形曲線:

微信圖片_20231212203214.png

然后分別給v1和v2波形曲線添加Marker,這個(gè)要注意的是,幅值為波形總幅值的一半即中間點(diǎn)上,如下圖所示:

微信圖片_20231212203225.png

顯然,這時(shí)可以讀取m2和m1之間的差值為20ps,即延時(shí)差(Skew)為20ps。這與PLTS值是一致的(相差0.02ps主要是由于軟件在讀取值的時(shí)候有誤差)。

也可以直接讀取m1和m2的差值,方式如下:

微信圖片_20231212203237.png

單擊Ok按鈕之后,即可讀取延時(shí)差值(Skew):

微信圖片_20231212203245.png

這樣就非常方便的讀取了傳輸線延時(shí)差了。在日常設(shè)計(jì)中大家一定要注意傳輸線延時(shí)差(Skew)所帶來的影響,因?yàn)閟kew不僅僅會(huì)帶來信號(hào)完整性的問題,也會(huì)導(dǎo)致EMI輻射的問題。在這前面的文章中介紹玻纖效應(yīng)的時(shí)候就有介紹過。

微信圖片_20231212203300.jpg

有興趣的也可以參照下文:

簡述玻纖效應(yīng)的影響、仿真以及解決方法

其實(shí)獲得skew的方式非常多,比如也可以直接通過網(wǎng)絡(luò)分析儀或者采樣示波器測量出來。如下圖所示為網(wǎng)絡(luò)分析儀(E5071C)中測試得到的Skew:

微信圖片_20231212203311.jpg

對于不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì),要解決skew的方式是不一樣的,有的通過繞線即可解決,比如PCB;有的則需要改變設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),比如連接器設(shè)計(jì)??傊?dāng)發(fā)現(xiàn)skew比較大時(shí),想盡一切辦法去減小skew,這樣才能保證產(chǎn)品沒問題。

以上內(nèi)容僅供大家參考,如果大家有更加方便的方式也可以分享給大家。

電子技術(shù)應(yīng)用微店二維碼.jpg

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時(shí)通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。