經(jīng)典實驗：信號完整性對EMC的影響

1前言
隨著電路速度的增加，信號完整性在電子設(shè)計中變得更加重要。更快的數(shù)據(jù)速率和更短的上升/下降時間使信號完整性更具挑戰(zhàn)性。信號的失真和降級會對電磁兼容性產(chǎn)生不利影響。隨著信號完整性降低，電路輻射和電路抗擾性都可能會增加。

2如何導(dǎo)致EMI
有關(guān)信號完整性（SI）的論文經(jīng)常提到信號完整性會導(dǎo)致電磁干擾（EMI），但論文里很少提到原因。使用EMI 分析軟件，可以很容易地看到SI和EMI之間的聯(lián)系。下面提供了一個具體的例子，說明如何改變一個信號特性從而影響電纜輻射，這是許多系統(tǒng)的關(guān)鍵emc特性。

3信號完整性不是EMC
在我們進(jìn)入示例之前，重要的是要對信號完整性（SI）和電磁兼容性（EMC）做出區(qū)分。SI和EMC是兩個完全不同的學(xué)科，SI和EMC之間存在重疊的相互作用，但每個都有自己的特色。

4SI和EMC的差異
SI關(guān)注數(shù)字電路的模擬特性，EMC關(guān)注的是確保電路操作不會產(chǎn)生過多的干擾，并且電路不易受到干擾。SI基本上是一個時域范圍，而EMC主要是頻域范圍。

5SI影響EMC
信號完整性差會從電路走線和信號線產(chǎn)生更大的輻射。以下示例說明了SI影響EMC的一種方式。這個示例對比了兩個平衡差分LVDS信號產(chǎn)生的電纜輻射。首先，LVDS信號的偏移為零，然后將它的偏移改為200ps。該示例使用標(biāo)準(zhǔn)輻射發(fā)射測試設(shè)備，測試10MHz至2GHz內(nèi)LVDS發(fā)射的輻射。

下圖顯示了信號偏移對該電路輻射發(fā)射的影響。電纜輻射由紅褐色線表示，藍(lán)綠色線是標(biāo)準(zhǔn)限值。



首先，針對電路沒有信號偏移的情況測量輻射發(fā)射，此時正負(fù)驅(qū)動器輸出同時轉(zhuǎn)換，上升和下降時間完全匹配。然后，當(dāng)電路僅有200皮秒的信號偏移時，測量輻射發(fā)射，偏斜引入了大約70 mV的共模電壓，每次電路改變狀態(tài)時都會非常短暫地發(fā)出脈沖。雖然兩項分析均顯示輻射發(fā)射低于限值，但請注意信號偏移會導(dǎo)致電纜輻射在90 MHz時跳躍55 dB。當(dāng)存在來自系統(tǒng)中其他電路的共模噪聲的累加效應(yīng)時，輻射發(fā)射可能容易超過限值，導(dǎo)致EMI測試失敗。

6小結(jié)
信號偏移會對電纜輻射產(chǎn)生巨大影響，因為它會在信號線上產(chǎn)生共模電壓。信號偏移只是信號完整性的一部分，其他SI屬性（例如阻抗不匹配，串?dāng)_，回波損耗和傳播延遲）也會影響EMC。雖然SI與EMC不同，但SI會影響EMC。當(dāng)然，EMC也會影響SI，比如EMC中常用的濾波手段，對SI影響是很大的，所以我們需要在SI和EMC中取一個平衡，在確保產(chǎn)品SI沒問題的情況下，將EMC做好�！�——— / END / ————

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