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信号品質

トレンド:インタフェース規格でのデータ・レートが増大
結果:信号品質を維持するために、ラインに保護を追加してキャパシタンスを低減する必要がある

インタフェース規格 高速ペア 最大データ・レート (Gbps) 差動インピーダンス 最大容量許容差 (pF)
HDMI1.2 4 1.65 100 Ω 0.9
HDMI1.3/1.4 4 3.4 100 Ω 0.6
Display Port 1.1 1, 2, 4 2.7 100 Ω 0.7
Display Port 1.2 1, 2, 4 5.4 100 Ω 0.4
USB2.0 1 0.48 90 Ω 1.2
USB3.0 3 4.8 90 Ω 0.4
eSATA 1.0 2 1.5 100 Ω 0.9
eSATA 2.0 2 3 100 Ω 0.65
eSATA 3.0 2 6 100 Ω 0.4
LCDパネルのTCON: LVDS 最大12 0.6 100 Ω 1.2
LCDパネルのTCON: V by 1 8 3.75 100 Ω 0.5

問題:最高速インタフェースは、最も電圧に敏感なチップセット・テクノロジを利用する
解決策:クランプ電圧を低下させると同時に信号品質を維持するESD保護


主要テスト:アイ・ダイアグラム

アイ・ダイアグラムを使用して、高速信号源またはトランスミッタの特性を評価しています(レシーバ・テストでは通常、ビット・エラー・レート・テストが必要です)。代表的なアイ・ダイアグラム・テストのセットアップを以下に示します。

Typical Eye Diagram Test

実世界の高速デジタル信号は、減衰、ノイズ、クロストークなど、重大な障害を受けます。代表的な高速デジタル信号に対するデータ・アイ・ダイアグラムを以下の図に示します。このダイアグラムが目の形状によく似ていることに注意してください。

主な測定

data eye diagram for a typical high speed digital signal


代表的な高速デジタル信号とアイ・ダイアグラム
data eye diagram for a typical high speed digital signal

代表的なアイ・ダイアグラムの測定

アイ・ダイアグラムを使用した規格への準拠

高速デジタル信号の品質は、アイ・ダイアグラムの表示にコンプライアンス・マスクを重ねると素早く判断できます。標準的なマスクには、時間と振幅の両方の制限が含まれています。コンプライアンス・マスクを重ねたアイ・ダイアグラムを以下に示します。

eye diagram with compliance masks

上記の図では、灰色のブロック領域は「侵入禁止」領域を表しています。マスク・コンプライアンス・テストに合格するには、「侵入禁止」領域内にトランスミッタ出力のどのサンプルも存在してはなりません。

主要テスト:TDR

TDRの定義

時間領域反射率測定(TDR)は、信号搬送媒体のインピーダンスを測定する電子測定器です。TDRは、信号経路全体のインピーダンスを示すことができます。信号経路のあらゆるミスマッチをTDRで観測できます。設計者はこの情報を使用して、インピーダンス整合の改善とそれによる製品の信号品質の向上を図ることができます。

テストの結果

テスト・セットアップ

TDR Test Results image
詳細参照
TDR Test Setup photo

詳細については、オン・セミコンダクターのアプリケーション・ノート『Time−Domain Reflectomete (TDR)』(英語)を参照してください。