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Signal Integrity2026년 8월 16일4분 읽기

0.35 아니면 0.5?두 개의 상수, 두 개의 다른 질문

상승 시간 대역폭 규칙의 0.35는 퍼지 요인이 아닙니다. 정확히 ln(9)/2π 입니다.0.5 무릎 진동수는 완전히 다른 질문에 답합니다.이들을 섞으면 앰프가 과도하게 지정되고 채널이 언더모델링됩니다.

목차

혼란

엔지니어 두 명에게 상승 시간을 대역폭으로 변환해 달라고 요청하면 두 가지 답을 얻을 수 있습니다. 0.35를 상승 시간으로 나누거나 0.5를 상승 시간으로 나눈 값입니다.이 둘은 40% 이상 차이가 나고, 둘 다 맞으며, 질문에 대한 답도 다릅니다.

잘못된 앰프를 사용하면 필요하지 않은 앰프를 구입하거나 스펙트럼의 절반에서 유효하지 않게 되는 인터커넥트 모델을 갖게 되기 때문에 바로 설명해 드릴 가치가 있습니다.

0.35는 정확하지만 경험상 당연한 것은 아닙니다.

이것은 사람들을 놀라게 합니다.0.35는 경험적이지 않으며 측정값을 반올림한 것도 아닙니다.단극 스텝 응답에서는 빠지죠.

1차 시스템은 t=−τln⁡(0.9)t = -\tau\ln(0.9) 모드에서는 10%, t=−τln⁡(0.1)t = -\tau\ln(0.1) 에서는 90% 에 이릅니다.빼기:

tr=τln⁡9t_r = \tau\ln 9

그리고 동일한 단일 극의 3dB 대역폭은 f3dB=1/(2πτ)f_{3dB} = 1/(2\pi\tau) 입니다.곱하기:

f3dB tr=ln⁡92π=0.34965…f_{3dB}\, t_r = \frac{\ln 9}{2\pi} = 0.34965\ldots

따라서 0.35는 두 숫자의 ln⁡9/2π\ln 9 / 2\pi 입니다.단극 가정을 고려하면 근사치는 없습니다.

이에 대한 해답은 다음과 같습니다. 이 엣지를 재현하려면 어떤 아날로그 대역폭이 필요할까요? 이것이 앰프, 수신기 프런트 엔드, 오실로스코프입니다.

0.5는 설계 한계입니다.

Johnson과 Graham의 무릎 진동수는 완전히 다른 답을 제시합니다.

fknee=0.5trf_{knee} = \frac{0.5}{t_r}

무릎 위에서는 디지털 엣지가 에너지를 거의 전달하지 않기 때문에 위쪽의 채널 동작은 더 이상 중요하지 않습니다.이는 의도적으로 보수적인 것으로, 인터커넥트 모델이 어느 정도 유효성을 유지해야 하는지, 즉 비아 모델, 커넥터 S-파라미터 파일, 트레이스 손실 추정치를 얼마나 신뢰할 수 있는지를 결정할 때 원하는 수치입니다.

따라서 채널을 무릎까지 오도록 설계하고 전자 장치를 3dB 수치로 설계하십시오.작업도 다르고 상수도 다릅니다.

20-80% 의 함정

데이터시트에는 상승 시간이 10~ 90% 또는 20-80% 로 나와 있으며 이 둘은 서로 바꿔서 사용할 수 없습니다.단극의 경우:

tr,10−90tr,20−80=ln⁡9ln⁡4=1.585\frac{t_{r,10-90}}{t_{r,20-80}} = \frac{\ln 9}{\ln 4} = 1.585

20-80% 의 숫자를 10-90% 공식에 입력하면 상승 시간을 37% 과소 예측하고 동일한 요인으로 대역폭을 과대 예측할 수 있습니다.이는 작은 오류가 아니며 완전히 조용합니다.

현대의 SerDes 및 DDR 데이터시트는 측정 결과를 신뢰할 수 없는 파형의 노이즈 테일 현상을 방지하므로 사용률이 20~ 80% 로 증가하고 있습니다.구형 로직 제품군은 보통 10~ 90% 를 차지합니다.어느 것을 읽고 있는지 확인하십시오. 데이터시트에 적혀 있지 않다면 FAE에 이메일을 보내 볼 가치가 있습니다.

1.585에 대한 한 가지 주의할 점은 단극 값이자 유통의 가장 큰 요인이라는 것입니다.가우스 에지는 약 1.52이고 선형 램프는 1.33입니다.따라서 실제 드라이버의 경우 1.585는 상승 시간을 약간 초과하므로 무릎이 과소 평가됩니다.마진이 타이트한 경우에는 더 짧은 예상치로 설계하십시오.

EMC 장애를 일으킨 실수

보드 스핀에 실제로 비용이 드는 문제는 다음과 같습니다.

상승 시간은 시계가 아니라 드라이버에서 나옵니다.최신 CMOS 출력 스테이지를 갖춘 25MHz 오실레이터는 500ps 에지를 가질 수 있습니다.그러면 무릎이 1GHz에 도달하게 됩니다.

1기가헤르츠.25MHz 클록에서

따라서 기본값이 25MHz이고 설계가 느리다고 느껴지더라도 인터커넥트는 1GHz (제어된 임피던스, 연속적인 레퍼런스 플레인, 전기적으로 길면 종료) 까지 작동해야 합니다.제가 볼 수 있는 가장 흔한 오해는 바로 이것입니다. 느린 클럭, 빠른 에지, 기본적인 부분에만 모델링된 채널, 그리고 EMC 연구소에서는 놀라운 일입니다.

배출량은 엣지 레이트를 따릅니다.항상 그렇죠.

업계에서 가장 저렴한 해결책

신호가 빠를 필요가 없다면 속도를 늦추세요.드라이버의 직렬 저항 또는 슬루레이트 제한 출력 (부품에 있는 경우 슬루레이트 제한 출력).에지 속도를 500ps에서 2ns로 낮추면 무릎이 1GHz에서 250MHz로 떨어지고 배기가스 배출, 크로스토크, 터미네이션 요구 사항 등 다운스트림의 모든 것이 더 쉬워집니다.

저항기 하나가 필요합니다.리셋, LED, 컨피그레이션 스트랩 등 속도만으로는 아무것도 할 수 없는 모든 곳에서 사용할 수 있습니다.

우리가 여기 있는 동안: 측정

사람들의 관심을 끄는 몇 가지 실용적인 포인트.

상승 시간은 제곱을 더합니다. 스코프에는 자체 상승 시간이 있으며 측정 결과는 다음과 같습니다.
tmeasured=tsignal2+tscope2t_{measured} = \sqrt{t_{signal}^2 + t_{scope}^2}

상승 시간이 500ps인 스코프에서 500ps의 가장자리를 측정하면 707ps — 41% 의 높이를 읽을 수 있습니다.신호 대역폭의 3배 이상인 3dB 대역폭을 가진 장비를 선택하여 신호 기여도가 약 5% 미만으로 유지되도록 하십시오.

일반적인 방식이 아닌 빠른 코너까지 설계하십시오. 데이터시트의 일반적인 상승 시간은 일반적입니다.가벼운 하중을 받는 패스트 코너 실리콘은 2~3배 더 빠를 수 있으며, 바로 이 부분이 배출량을 결정하는 코너입니다.드라이버가 낼 수 있는 가장 빠른 엣지를 가정해 봅시다. 대역폭까지의 상승 시간 계산기는 두 상수를 나란히 놓고 20-80% 의 변환을 처리하며 클럭의 고조파 수가 무릎 아래로 떨어지는지 알려줍니다.

자주 묻는 질문

이 값은 정확히 ln (9) 을 2pi로 나눈 값이며, 단극 스텝 응답에서 파생된 0.34965입니다.10% 와 90% 의 교차는 시간 상수의 고정된 배수에서 발생하므로 상승 시간은 타우에 ln (9) 을 곱한 값이고, 3dB 대역폭이 1/(2 pi tau)이면 곱이 고정됩니다.이는 경험적이지 않습니다.
둘 다 다른 직업에 사용됩니다.0.35 형식은 증폭기, 수신기 또는 오실로스코프가 엣지를 재생하는 데 필요한 3dB 대역폭을 제공합니다.0.5 형식은 무릎 주파수, 즉 인터커넥트 모델이 유효성을 유지해야 하는 거리를 나타냅니다.무릎까지 오는 채널과 전자 장치를 3dB 수치로 설계하세요.
ln (9) /ln (4) = 1.585를 곱합니다.반대로 0.631을 곱합니다.참고로 1.585는 단극 값이며 유통에 가장 큰 요소입니다. 즉, 가우스 에지는 약 1.52를 제공하므로 실제 운전자의 경우 상승 시간을 약간 초과한 값입니다.
배출량은 클럭 속도가 아니라 엣지 레이트를 따르기 때문입니다.엣지가 500ps인 25MHz 클록의 무릎 주파수는 1GHz이므로 최대 1GHz까지 제대로 방사합니다.직렬 저항으로 에지 속도를 늦추는 것이 일반적으로 가장 빠르고 저렴한 해결책입니다.
신호 3dB 대역폭의 최소 3배이므로 측정된 상승 시간에 기기가 차지하는 비중은 약 5% 미만입니다.상승 시간은 구적법을 더하기 때문에 스코프의 상승 시간이 신호와 일치하면 측정값이 41% 부풀려집니다.

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