SSN（同步開關(guān)噪音）

開關(guān)噪音由差分對間的感性耦合引起,當傳輸線上電流變化時,會在鄰近的傳輸線上耦合出感  應電壓,并激起感應電流,對鄰近傳輸線上的信號產(chǎn)生干擾.

解決方式：

由于差分信號的特性,可以激勵差分對進入奇模模態(tài),在此模態(tài)下, 差分對本身對耦合噪音有很好的抑制作用.另外可以通過對線包鋁箔屏蔽來減弱對其他鄰近差分對的干擾.

在高頻通信中,我們更關(guān)心的是串音干擾而不是SSN,；串音干擾是相鄰傳輸線對內(nèi)或?qū)﹂g由于寄生電感,電容耦合產(chǎn)生的噪音,；對傳輸線上的信號影響很大；必須加以控制,；否則會引起信號波形的嚴重失真,導致接收端誤判斷.

串音產(chǎn)生原理

串音干擾可以從電容電感耦合角度去理解,也可以從差分信號和共模信號分量角度去理解.

耦合角度描述：

當動態(tài)線上有信號通過時,在信號的上升延區(qū)域(即電壓電流變化的區(qū)域).由于線對間的互感和互容的耦合作用,，在靜態(tài)線上將感應出電流,由于噪音電流在靜態(tài)線上每個方向上感受到的阻抗都相同,所以前向和后向的電流量將相等. 其中一半向后流回到近端,產(chǎn)生近端串音;另一半向前流動到遠程,產(chǎn)生遠程串音.

舉例分析串音產(chǎn)生的機理和改善方式

管道裡的水向前流,過程中由于管道孔徑或管道有凸起物等諸多因素讓水流的速度發(fā)生有不穩(wěn)定的現(xiàn)象,但是當?shù)竭_終點接收端后,有個穩(wěn)定的接收后,其輸入的水流將達到一個穩(wěn)定狀態(tài),但是在過程中仍有由于遇到障礙而往后流的水流向供水端,這段額外的阻止時間為延時TD,近端串音就是水流從不穩(wěn)定額外的阻止時間并持續(xù)2*TD的時間，如下圖解說：

當兩條傳輸線靠近時,，互容和互感將增加,，從而使NEXT增加）近端串音：

當信號前沿傳輸了一個飽和長度后,近端的電流將達到一個穩(wěn)定值；而當動態(tài)線上的信號到達遠端端接電阻后,；就不再有耦合噪音電流,但是靜態(tài)線上還有后向電流流向靜態(tài)線的近端,這段額外時間等于時延TD.,；近端串音就是耦合電流上升到一個恒定值并持續(xù)2*TD,然后下降到0,其中上升時間等于信號的上升時間，如下圖解說

遠程串音：耦合到靜態(tài)線上前向傳播的噪音,移動速度與動態(tài)線上的信號前沿向遠端傳播的速度相同.在靜態(tài)線上的每一步,一半噪音電流會迭加在已經(jīng)存在的沿線噪音上.直到信號前沿到達遠端,才有電流出現(xiàn).即信號達到遠端時,遠端噪音同時到達.因此遠端噪音電流為一個很短的負向脈衝,持續(xù)時間等于信號的上升時間TD.近端和遠端串音的特徵,決定了遠端串音將在高頻率段產(chǎn)生很大威脅,而近端串音則在中頻率段影響較大.

從差分信號分量和共模信號分量角度描述:

近端串音：

差分信號分量和共模信號分量在差分對上所感受到的阻抗不同,這 一阻抗上的差異將導致,靜態(tài)線產(chǎn)生近端串音.若阻抗上的這一差異越大則NEXT將越大.

遠程串音：

由于共模信號分量和差分信號分量電力線分佈不同,所感受到的有效介電係數(shù)不同,導致它們的傳播速度不同.差分信號分量將先到達遠端,而共模信號分量稍晚點到達遠端.它們的差值將導致遠程串音,若這一速度差異越大將導致遠端串音能量越大,FEXT越大

串音干擾由于相鄰線間的耦合產(chǎn)生.耦合度越高,串音干擾越大;頻率 越高,串音干擾越大;電容穩(wěn)定性越差,串音越嚴重;此外,低特性阻抗有利于低串音,絕緣材料介電係數(shù)越小,串音越低.只有對理論,制程,、加工、成本,、規(guī)范客戶要求整體把握,才能做好線材開發(fā).對于開發(fā)工程師而言,需要熟悉制程中的每個細節(jié),不能只局限于理論.

將傳輸線始端的輸入阻抗簡稱為阻抗;將信號隨時遇到的及時阻抗稱為瞬時阻抗

如果傳輸線具有恒定不變的瞬時阻抗，就稱之為傳輸線的特性阻抗;和電阻,，電容,，電感一樣，傳輸線也是一種理想的電路元件,，但是其特性卻大不相同,，用于仿真效果較好，但電路概念卻比較復雜;依傳輸?shù)挠嵦栃褪讲煌?，量測出的阻抗可分為以下三種：

一.單端阻抗 Zse (Single Ended)

二.差動阻抗 Zdiff (Differential Mode)

三.同模阻抗 Zcom (Common Mode)

1.Single end(單端式):

　優(yōu)點：簡單的信號處理,、線材低成本(COAXIAL除外，成本較高)

　缺點：工作電壓較高,、高頻易干擾(COAXIAL除外,，最不受干擾)

2.Common mode(共/同模)：

　基本上同模傳輸是用以模擬雜訊或做為量測線材平衡特性的用途，

　并不用在一般的信號傳輸

3.Differential mode(差分/差動)：

　優(yōu)點：低電壓,、有抵消同模雜訊的功能  (高頻性能/價格比,，最優(yōu))

　缺點：信號處理成本較高

一般而言儀器的端口是以單端50Ω的阻抗最為常見。如欲以NA量測“差分訊號”時,，需經(jīng)由Bulan轉(zhuǎn)換將NA的“單端訊號”轉(zhuǎn)換成差分訊號,。TDR的“單端訊號”轉(zhuǎn)成“差分訊號”或“同模訊號”時,，只需設定儀器端口即可。

什么是特征阻抗?

特征阻抗是對于交流信號(或者說高頻信號)來說的.

特征阻抗就屬于長線傳輸中的一個概念,。信號在傳輸線中傳輸?shù)倪^程中,，在信號到達的一個點，傳輸線和參考平面之間會形成電場,，由于電場的存在,，會產(chǎn)生一個瞬間的小電流，這個小電流在傳輸線中的每一點都存在,。同時信號也存在一定的電壓,，這樣在信號傳輸過程中，傳輸線的每一點就會等效成一個電阻,，這個電阻就是我們提到的傳輸線的特征阻抗.,。

信號在傳輸?shù)倪^程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發(fā)生變化,，信號就會在阻抗不連續(xù)的結(jié)點產(chǎn)生反射;影響特性阻抗的因素有：介電常數(shù),、介質(zhì)厚度、線寬,、銅箔厚度,；現(xiàn)實的線路不可能做到完成匹配，故訊號在線路中傳輸是一連串的穿透(吸收)及反射的結(jié)果,傳輸線對走線上信號的影響主要是：傳輸線的分布電容 ,、分布電感以及介質(zhì)對傳輸?shù)碾姶挪ǖ挠绊懙?

特性阻抗是由d, D,Σr 所決定b. 特性阻抗和長度無關(guān),如果測試的頻率大于1MHz,特性阻抗與頻率幾乎無關(guān).c. 僅減小d, 特性阻抗增加d. 僅減小D, 特性阻抗減小e. 僅減小Σr ,特性阻抗增加.d=中心導體的直徑(m) D=外部導體或覆被的內(nèi)徑(m)Σr =絕緣材質(zhì)的介電系數(shù)

電纜的特性阻抗是一個復雜的特性,，它是由電纜的各種物理參數(shù)如：電感,、電容、電阻的值決定的,。而這些值又取決于導體的形狀,、同心度,、導體之間的距離以及電纜絕緣層的材料。阻抗的突變會造成信號的反射而使信號傳輸時發(fā)生變化,，導致錯誤,，所以如何保證線纜在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性是生產(chǎn)控制的重點.

在訊號在傳輸線上，由輸入端號到達接收端所需要的時間,，依訊號型式可分為：

　一.單端延遲 (Single Ended Delay)

　二.差動延遲 (Differential Mode Delay)

　三.同模延遲 (Common Mode Delay)

典型的延時測試圖形

延遲常見問題匯總

1)2根對絞芯線不均勻(導體﹑絕緣),；對內(nèi)延時差偏大﹔

2)2根對絞芯線發(fā)泡度不均勻—對內(nèi)延時差偏大﹔

3)對絞節(jié)距不同—對內(nèi)延時差不同﹔

4)對絞放線張力不一致—對內(nèi)延時差偏大﹔

影響對間延時差的因素

對絞節(jié)距﹑成纜放線張力

1)對絞節(jié)距不同—對間延時差不同﹔

2)成纜放線張力不一致—對間延時差不同

是指在不同的訊號線上，訊號到達接收端的時間差,，也就是Delay的差值,，

典型的延時差異測試圖形

常見的Delay可分為二種：

一.差分對內(nèi)延遲差(Inter-pair Skew)，是指輸入差分訊號下,，同一對線內(nèi)兩導體線之Single-end Delay的差值(相減),；是在TDR上設定Differential訊號，一次直接可以量得.

二.差分對間延遲差(Inter-pair Skew),，是指不同對線間之Differential Delay的差值(相減),，（差分）對間延遲差(Inter-pair Skew)，是指不同對線間之Differential Delay相減,；是分2次以上量測再計算得到的.

位(時)差-- SKEW      單位  ps/ns

LVDS 是靠+/-一對訊號線在做訊號傳輸訊號是成雙成對的,，若其中一根線較長或其他高頻效應使訊號跑得不等速，造成訊號在接收端接收的訊號重組時造成還原錯誤的現(xiàn)象,。

同一對訊號線產(chǎn)生的稱Intra Skew

不同對訊號線產(chǎn)生的稱Inter Skew 

如果Delay Skew數(shù)值越小時,，表示訊號傳輸?shù)臅r間差越小，線材的傳輸特性　較一致,。反之,，Delay Skew數(shù)值越大時，表示訊號傳輸?shù)臅r間差越多,，線材的傳輸特性較不一致.

回路損失是由于電纜結(jié)構(gòu)及相關(guān)連接部件的阻抗變化引起的信號衰減，這些變化致使信號反射回信源,，在低頻時,，回路損失的影響較小，但在頻率高于50MHZ時,，就會產(chǎn)生很大的影響,，對于高清視頻系統(tǒng)，頻率會達到1500MHZ及以上,，這時候,，回路損失就會成為主要的甚至關(guān)鍵的因素，因此,，回路損失在高清系統(tǒng)性能的測試和檢驗中成為一個關(guān)鍵的考量.

反射系數(shù):反射系數(shù)描述了反射回源端的那部分電壓與入射電壓的比值.反射的信號量由瞬態(tài)阻抗的變化量決定.變化量越大,反射信號量就越大.只要信號遇到瞬態(tài)阻抗突變,反射就會發(fā)生.這可能是在線末端,、或者是互連線拓補結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的任何地方,、比如拐角、過孔,、T形結(jié)構(gòu),、接插件和封裝處等.

電纜上的反射信號的測量涉及到兩種方法，一種是回路損失（RL）,，另一種是結(jié)構(gòu)回路損失（SRL）,，它與回路損失相似，但是測量方法不一樣,SRL從輸入阻抗中得出,，RL從終端阻抗掃描中得出,，兩者相比，回路損失是一種更準確測量反射的方法,在現(xiàn)實世界中,，我們不能很好地使設備的輸入和輸出匹配結(jié)構(gòu)悔路損失會是平均線纜輸入阻抗不匹配無效,，不是一種實際測量方法，回路損失,，設定一個特定的阻抗（75歐）不考慮實際的線纜及設備,，是更合適的測量方法.

今天我們主要講述回路損失，它是描述由于設計,，生產(chǎn),，加工電纜時的差錯所引起的信號損失，回路損失值越高越好.

 典型的延時差異測試圖形

為什么要測試RL

在計算機網(wǎng)絡世界中,，我們有詳盡的標準規(guī)定怎樣去測量和檢測網(wǎng)絡特性,，檢測的結(jié)果使得終端用戶在開機前的系統(tǒng)特性得到保障，現(xiàn)階段,，我們沒有這些檢驗和一系列的測試,，更別說數(shù)字或高清系統(tǒng)設備，然而隨著信號帶寬的加大,，數(shù)據(jù)速率的持續(xù)提高,，這些檢測變得更加關(guān)鍵和重要，和計算機網(wǎng)絡世界相似,，我們不僅要測試加工中的視頻線纜,，還要測試“鏈路特性”，也就是說,，所有的無源器件,，像線纜連接件，饋路,，接插件等等,，回路損失是檢驗高頻數(shù)字和高清鏈路特性的一種最直接的發(fā)法.

是什么引起RL

線纜上的阻抗變化引起RL，因此,，任務影響的阻抗公差都會影響電路損失,，還包括視頻電纜的基本結(jié)構(gòu),，中心導體的成分，生產(chǎn)時絕緣材料的選擇,，屏蔽材料和方式的選擇,，外被印字也會影響回路損失.

連接件和其它的無源器件像饋路，連接頭,、接插件~~~,？甚至輸入輸出設備的連接件的選擇都會對RL產(chǎn)生很大的影響，在加工的過成中,，對線纜的回路損失也會造成影響,，彎曲半徑和拉力是經(jīng)常被線纜操作員忽視的因素，這些和其它影響回路損失的因素將會在后面一一討論.

如果RL 數(shù)值越趨近于0 時，表示訊號反射的情況越嚴重,，反之,，RL 數(shù)值越負(越小)時，表示訊號反射的情況越少,；回路損失是指信號在傳輸線上傳輸時,其反射回來的信號量的大小.反射越小,，RL值越大。完全匹配時為“-∞”,，Open / Short 則為“0 ”

為什么要擔心RL,？

高清把我們帶進一個少視頻多射頻的世界，實際上,，一個非壓縮的高清視頻信號（帶寬高于1500MHZ）是一個更多的射頻信號,，因此，許多傳輸線的理論適用于視頻信號,，現(xiàn)在一張單一的非壓縮的高清視頻圖象信號的帶寬超過標準多信通有線電視/寬帶信號,，而卻，高清系統(tǒng)的寬帶限制經(jīng)常高于傳輸信通頻率,，如此高的頻率,，新的檢驗方法必須是必要的.

回路損失（RETURN LOSS）RL是回波損耗的簡稱,，是數(shù)字電纜產(chǎn)品的一項重要指標,，電纜鏈路由于阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射，是一對線自身的反射,。不匹配主要發(fā)生在連接器的地方,，但也可能發(fā)生于電纜中特性阻抗發(fā)生變化的地方，所以施工的質(zhì)量是減少回波損耗的關(guān)鍵,?；夭〒p耗將引入信號的波動，返回的信號將被雙工的千兆網(wǎng)誤認為是收到的信號而產(chǎn)生混亂.

素材準備（一些常見物質(zhì)的介電系數(shù)）:

素材準備（一些常見物質(zhì)的導磁系數(shù)）:

介電常數(shù)(Dielectric Constant): 介電常數(shù)定義為電力線密度與電場強度的比值，在dielectric material(一般用的塑膠)中,，介電常數(shù)越小,，電容的效應越小，電磁波通過的速率越快,，目前測量介電常數(shù)的方法主要有集中電路法,、傳輸線法、諧振法,、自由空間波法等等,，其中，傳輸線法,、集中電路法,、諧振法等屬于實驗室測量方法，測量通常是在實驗室中進行,，要求具有相應的樣品采集技術(shù),，另外對于已知介電常數(shù)材料發(fā)泡后的介電常數(shù)通常用經(jīng)驗公式得到，量測的方法如下:

導電系數(shù)( conductivity)

物質(zhì)導電的能力,，導電系數(shù)越大,，電阻越小，相當于機械方面的IACS係數(shù).

Velocity：電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳輸速度取決于介質(zhì)的介電系數(shù)（permittivity）,及導磁系數(shù)（permeability）,，如下式:

在真空中：

可見電磁波在真空中是以光速在前進,，假如電磁波在介質(zhì)中傳播，我們必需知道介質(zhì)的相對介電系數(shù)及相對導磁系數(shù),，以推算電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳遞速度,，舉例而言，電磁波在SCSI Cable 內(nèi)的傳遞速度為：（選用發(fā)泡PE絕緣材料,，介質(zhì)系數(shù) 2.3,，銅導體的導磁系數(shù) 1）

在低頻時，介質(zhì)的導電率低,，故其流經(jīng)的電流很小,，然而，在高頻時,，介質(zhì)內(nèi)會被導入電流而有損耗,，低頻看導體，高頻看絕緣,，就是這樣來分析而來的語句,，在部分用在基站，有多種設備間的相互干擾的時候,，介質(zhì)的影響也是存在的,，由于導體對導體會形成多種磁場,，電磁場散逸在空氣中或介質(zhì)而會損失能量，也就是EMI中的輻射干擾(另一種是經(jīng)由電流影響其他裝置的傳導干擾),，這能量若耦合到其它裝置就造成干擾，若輻射損耗要小,，則屏蔽效果要做好,，在部分測試屏蔽阻抗的要求的線材時候，會更多考慮絕緣介質(zhì)的影響.

現(xiàn)今介電常數(shù)的影響也更多的讓研發(fā)重視,，其對應的測量技術(shù)現(xiàn)在正在不斷進步和日益完善,，不同的工程要求和實驗環(huán)境要有具體的選擇物料的方法，不可以照葫蘆畫瓢,，生搬硬套,，可以DOE階段進行多種驗證.

頻域 Frequency  Domain：以訊號的傳輸頻率來描述訊號特性

時域 Time  Domain：以一個訊號的傳輸時間來描述訊號特性

頻域應用計算在訊號傳輸?shù)牟ㄩL，一個訊號具體傳輸波長,，與傳輸數(shù)率與介質(zhì)的介電係數(shù)有關(guān),，簡單記法是頻率1G時波長 =30公分(真空中速率)，除以介電係數(shù)就是在當量材質(zhì)的傳輸波長,。

時域在高頻應用在評估傳輸?shù)挠嵦柶焚|(zhì),，頻率1G 的訊號時間是1 ns=1000ps

增益 ---Gain      單位  dB

自然界沒有不借助外力而能將一個單量進行放大的能力，外力的來源分幾何方式與外加能源方式兩大類,。幾何方式就是以增加長度,、面積或體積，如天線加長或加大電波截斷面積來達到訊號收集放大,；外加能源方式運用在電子電路用電晶體(三極體)真空管或用Relay以小訊號控制大電流或?qū)⒂嵦柗糯蟆?/span>

以電子信號連續(xù)性分有   Analog類比式

                                        Digital數(shù)碼式

Analog ---傳統(tǒng)自然界存在的訊號模式,，具有連續(xù)性如聲音跟視覺影像

Digital ---以二進位編碼將Analog轉(zhuǎn)換，利于電腦作業(yè)

一般視覺/ 聽覺/味覺的訊號都是連續(xù)性的

類比轉(zhuǎn)數(shù)位(碼)有編碼級數(shù)(Bits)與取樣密度(Clock)兩項參數(shù)

1---切割越細(編碼bits越高),，資料越大失真越少,。(CD片音質(zhì)優(yōu)于MP3音質(zhì))

2---取樣時間越密(掃描Clock越高)，資料越大失真越少,。(電影片30FPS優(yōu)于電視卡通24FPS,，動作較順暢)

3---資料量越大傳輸損耗越大，能源需求越高,，儲存空間越多,，傳輸媒體要求越高數(shù)碼式信號以傳輸方式分Parallel并排式

                      Serial 序列式 

Parallel ---將一個數(shù)碼節(jié)(Byte)分給數(shù)條并排的不

                同訊號線，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?/span>

Serial ---將一個數(shù)碼節(jié)直接用單一條(對)訊號線,，

              將數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?/span>

爬昇時間 ---Rise Time   單位 – ps

單一個最小對訊號以TDR(Tome Domain Reflect meter)測試訊號由0電壓爬昇到測試電壓所需的時間,。爬昇時間越快則可傳輸較高的頻率，相對較慢則無發(fā)傳輸高的頻率,，相對的還有一個是下降時間(Fall Time),，但基本上兩者時間約為相等，爬升與下降時間相加不可大于一個1/2訊號傳輸時間