现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 (一)Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。 (二)SPECCTRAQuest Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块： Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在PCB详细设计前使用此工具，对互连线的不同情况进行仿真，把仿真结果存为拓扑结构模板，在后期详细设计中应用这些模板进行设计。 （2）DF/Signoise工具是信号仿真分析工具，可提供复杂的信号延时和信号畸变分析、IBIS 模型库的设置开发功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert进行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以进行反射、串扰、SSN、EMI、源同步及系统级的仿真。 （3）DF/EMC工具——EMC分析控制工具。 （4）DF/Thermax——热分析控制工具。 SPECCTRAQuest中的理想高速PCB设计流程： 由上所示，通过模型的验证、预布局布线的space分析、通过floorplan制定拓朴规则、由规
高速铁路控制中心信号设备（RBC、TSRS）维修 作业标准 1、范围 本标准规定了铁路电务系统高速铁路控制中心信号设备的无线 闭塞中心（RBC）、临时限速服务器（TSRS）维修的工作内容。 本标准适用于铁路电务系统高速铁路控制中心信号设备（RBC、TSRS）维修作业。 2、规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用 文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 铁路技术管理规程（高速铁路部分） 铁路信号维护规则 高速铁路信号维护规则 铁路营业线施工安全管理办法 高速铁路主要行车工种岗位准入管理办法 铁路局高速铁路行车组织细则 铁路局铁路营业线施工及安全管理实施细则 铁路局电务系统现场作业安全风险控制制度 铁路局高速铁路信号设备检修标准化作业程序及质量标准 铁路局高速铁路岗位准入管理实施办法
3、工作内容与要求 3.1日常巡检作业 3.1.1作业前准备 3.1.1.1召开作业准备会，作业负责人布置巡检任务，明确作 业地点、时间、任务及相关人员分工。 3.1.1.2班前安全讲话，安全员布置劳动安全和行车安全的具 体措施并督导检查。 3.1.1.3工具材料准备，检查通信工具作用良好、电池电量充足；准备好相关工具材料，并逐一清点登记。 3.1.1.4作业人员按规定正确穿防护服、佩戴标志及携带规定 的防护用具。 3.1.2登记联系 3.1.2.1严格执行《铁路局电务系统现场作业控制制度》的有 关规定。 3.1.2.2作业前，室内联系防护人员必须按照规定在《行车设 备检查登记簿》或《行车设备施工登记薄》内进行登记。 3.1.2.3作业人员须经室内联系防护人员同意，方可进行作业。 3.1.2.4作业过程中，室内联系防护人员须随时监视设备运用 情况。 3.1.3巡视检查内容 3.1.3.1检查机房温、湿度，确认无异常，无异声、异味，设 备及器材表面无过热现象。
脉冲输出功能 本章节是对有关FP∑输出功能作了介绍 6.4.1 脉冲输出功能的概述 用到的指令和控制器 ●利用FP∑的脉冲输出功能，可以控制脉冲串输入形式的电机驱动器，来实现定位控制。 ●专用指令F171（SPDH）能够根据设置的初始速度、最大速度、加/减速时间以及目标值，自动 输出所要求的脉冲，实现梯形升降速的定位控制。 ●专用指令F171（SPDH）还能实现自动回原点功能。 ●专用指令F172（PLSH），可以实现点动（JOG）的脉冲输出。目标值也可以被设置，以便脉冲 输出能在目标值匹配时停下来。 ●专用指令F174（PL0H），能实现脉冲输出和数据表一致，以便定位控制依照数据表来工作。●专用指令F175（SPSH），能实现线性插补控制。通过指定合成速度，加/减速时间以及目标值， 这条指令使用线性插补控制实现脉冲输出。 ●专用指令F176（SPCH），能实现圆弧插补控制。用户可以从两种形成圆弧的方法中选择其一。 一种是指定经过的位置，另一种是指定一个圆心位置。通过指定不同的参数，脉冲使用圆弧插补实现输出。 注意： 直线插补控制指令F175（SPSH）和圆弧插补控制指令F176（SPCH）只能和C32T2控制单元配合使用。 设置系统寄存器 当使用脉冲输出功能时，应将相应通道的系统寄存器和设置为“不使用高速计数器”。
6.4.2 几种脉冲输出方式 正/反向脉冲 输出方式 在这种方法中，控制器使用双向脉冲工作，一个为正向旋转脉冲， 另一个为反向旋转脉冲 图84：FP ∑脉冲输出功能—CW/CCW 输出方式 脉冲+方向 输出方式（正向：关/反向：开） 在这种方法中，控制器使用一个脉冲输出指定速度，用开/关信号指定旋转 方向。在这种模式下，当旋转方向信号为“关”的时候正向脉冲工作。 图85：FP ∑脉冲输出—脉冲+方向输出方式1 脉冲+方向 在这种方法中，控制器使用一个脉冲输出指定速度，用开/关信号指定旋转方向。在这种模式下，当旋转方向信号为“开”的时候正向脉冲工作。 图86：FP ∑脉冲输出—脉冲+方向输出方式2
PCB设计挑战和建议作为PC、服务器和消费电子产品中重要的硬盘驱动器接口，串行ATA(SATA)发展迅猛并日益盛行。随着基于磁盘的存储在所有电子市场领域中变得越来越重要，系统设计工程师需要知道采用第一代SATA(1.5Gbps)和第二代SATA(3.0Gbps)协议的产品设计中的独特挑战。此外，系统设计工程师还需要了解新的SATA特性，以使其用途更广，功能更强，而不仅仅是简单地代替并行ATA。充分利用这些新特性并克服设计中存在的障碍，对成功推出采用SATA接口的产品非常关键。 日趋复杂的PCB布局布线设计对保证高速信号(如SATA)的正常工作至关重要。由于第一代和第二代SATA的速度分别高达1.5Gbps和3.0Gbps，因此铜箔蚀刻线布局的微小改动都会对电路性能造成很大的影响。SATA信号的上升时间约为100ps，如此快的上升时间，再加上有限的电信号传输速度，所以即使很短的走线也必须当成传输线来对待，因为这些走线上有很大部分的上升(或下降)电压。 高频效应处理不好，将会导致PCB无法工作或者工作起来时好时坏。为保证采用FR4 PCB板的SATA设计正常工作，必须遵守下面列出的FR4 PCB布局布线规则。这些规则可分为两大类：设计使用差分信号和避免阻抗不匹配。 高速差分信号设计规则包括： 1.SATA是高速差分信号，一个SATA连接包含一个发送信号对和一个接收 信号对，这些差分信号的走线长度差别应小于5mil。使差分对的走线长度保持一致非常重要，不匹配的走线长度会减小信令之间的差值，增加误码率，而且还会产生共模噪声，从而增加EMI辐射。差分信号线对应该 在电路板表层并排走线(微带线)，如果差分信号线对必须在不同的层走 线，那么过孔两侧的走线长度必须保持一致。 2.差分信号线对的走线不能太靠近，建议走线间距是走线相对于参考平面高 度的6至10倍(最好是10倍)。 3.为减少EMI，差分对的走线间距不要超过150mil。 4.SATA差分对的差分阻抗必须为100欧姆。 5.为减少串扰，同一层其它信号与差分信号线对之间的间距至少为走线相对 于参考平面高度的10至15倍。 6.在千兆位传输速度的差分信号上不要使用测试点。 避免阻抗不匹配的设计规则包括：
Introduction Consider the proverb, “It takes a village to raise a child.” Similarly, multiple design team members participate in assuring PCB power integrity (PI) as a design moves from the early concept phase to becoming a mature product. On the front end, there’s the electrical design engineer who is responsible for the schematic. On the back end, the layout designer handles physical implemen-tation. Typically, a PI analysis expert is responsible for overall PCB PI and steps in early on to guide the contributions of others. How quickly a team can assure PCB PI relates to the effectiveness of that team. In this paper, we will take a look at currently popular analysis approaches to PCB PI. We will also introduce a team-based approach to PCB PI that yields advantages in resource utilization and analysis results. Common Power Integrity Analysis Methods There are two distinct facets of PCB PI – DC and AC. DC PI guarantees that adequate DC voltage is delivered to all active devices mounted on a PCB (often using IR drop analysis). This helps to assure that constraints are met for current density in planar metals and total current of vias and also that temperature constraints are met for metals and substrate materials. AC PI concerns the delivery of AC current to mounted devices to support their switching activity while meeting constraints for transient noise voltage levels within the power delivery network (PDN). The PDN noise margin (variation from nominal voltage) is a sum of both DC IR drop and AC noise. DC PI is governed by resistance of the metals and the current pulled from the PDN by each mounted device. Engineers have, for many years, applied resistive network models for approximate DC PI analysis. Now that computer speeds are faster and larger addressable memory is available, the industry is seeing much more application of layout-driven detailed numerical analysis techniques for DC PI. Approximation occurs less, accuracy is higher, and automation of How a Team-Based Approach to PCB Power Integrity Analysis Yields Better Results By Brad Brim, Sr. Staff Product Engineer, Cadence Design Systems Assuring power integrity of a PCB requires the contributions of multiple design team members. Traditionally, such an effort has involved a time-consuming process for a back-end-focused expert at the front end of a design. This paper examines a collaborative team-based approach that makes more efficient use of resources and provides more impact at critical points in the design process. Contents Introduction (1) Common Power Integrity Analysis Methods (1) Applying a Team-Based Approach to Power Integrity Analysis (3) Summary (6) For Further Information (7)
实验报告 实验名称MATLAB仿真实验 课程名称信号分析与处理 院系部: 专业班级：学生姓名：学号:同组人:实验台号:指导教师：成绩：实验日期:2015-11-29
实验一信号的产生与运算 1.单位阶跃信号 （1）源程序 t=-0.5:0.01:1.5; u=stepfun(t,0); u1=stepfun(t,0.5); figure(1) plot(t,u);axis([-0.5 1.5 -0.2 1.2]);title('单位阶跃信号波形'); figure(2) plot(t,u1);axis([-0.5 1.5 -0.2 1.2]);title('延迟单位阶跃信号波形'); （2）实验结果
2.单位冲激信号 （1）源程序 clear;clc; t=-1:0.001:1; for i=1:3 dt=1/(i^4); x=(1/dt)*((t>=-(1/2*dt))-(t>=(1/2*dt))); subplot(1,3,i); stairs(t,x); end （2）实验结果
3.抽样信号 （1）源程序 clear;clc; t=-20:0.01:20; x=sinc(t/pi); plot(t,x); title('抽样信号'); （2）实验结果
4.单位样值序列（1）源程序 clear;clc; n1=input('n1='); n2=('n2='); n=n1:n2; k=length(n); x1=zeros(1,k); x1(1,-n1+1)=1 subplot(1,2,1); stem(n,x1,'filled') （2）实验结果
高速信号走线规则 随着信号上升沿时间的减小，信号频率的提高，电子产品的EMI问题，也来越受到电子工程师的关注。 高速PCB设计的成功，对EMI的贡献越来越受到重视，几乎60％的EMI问题可以通过高速PCB来控制解决。 规则一：高速信号走线屏蔽规则 在高速的PCB设计中，时钟等关键的高速信号线，走需要进行屏蔽处理，如果没有屏蔽或只屏蔽了部分，都是会造成EMI的泄漏。建议屏蔽线，每1000mil，打孔接地。如上图所示。 规则二：高速信号的走线闭环规则 由于PCB板的密度越来越高，很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中，很容易出现这种失误，如下图所示： 时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果，这样的闭环结果将产生环形天线，增加EMI 的辐射强度。 规则三：高速信号的走线开环规则 规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射，同样的开环同样会造成EMI辐射，如下图所示：
时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了开环的结果，这样的开环结果将产生线形天线，增加EMI 的辐射强度。在设计中我们也要避免。 规则四：高速信号的特性阻抗连续规则 高速信号，在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续，否则会增加EMI的辐射，如下图： 也就是：同层的布线的宽度必须连续，不同层的走线阻抗必须连续。 规则五：高速PCB设计的布线方向规则 相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则，否则会造成线间的串扰，增加EMI辐射，如下图： 相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向，垂直的布线可以抑制线间的串扰。 规则六：高速PCB设计中的拓扑结构规则 在高速PCB设计中有两个最为重要的内容，就是线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计。在高速的情况下，可以说拓扑结构的是否合理直接决定，产品的成功还是失败。 如上图所示，就是我们经常用到的菊花链式拓扑结构。这种拓扑结构一般用于几Mhz的情况下为益。高速的拓扑结构我们建议使用后端的星形对称结构。
作者简介：曹宇（１９６９－），男，上海人，硕士，工程师． 第６卷第 ６期 ２００６年１２月泰州职业技术学院学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴａｉｚｈｏｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅＶｏｌ．６Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００６摘要：针对高速数字电路印刷电路板的板级信号完整性，分析了ＩＢＩＳ模型在板级信号完整 性分析中的作用。利用ＡＤＳ仿真软件，采用电磁仿真建模和电路瞬态仿真测试了某个 实际电路版图，给出了实际分析结果。 关键词：信号完整性；ＩＢＩＳ；仿真；Ｓ参数 中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０１４２（２００６）０６－００３０－０３ 信号完整性（ＳＩ，ＳｉｇｎａｌＩｎｔｅｇｒｉｔｙ）的概念是针对高速数字信号提出来的。以往的数字产品，其时钟或数据频率在几十兆之内时，信号的上升时间大多在几个纳秒，甚至几十纳秒以上。数字化产品设计工程师关注最多的是“数字设计”保证逻辑正确。随着数字技术的飞速发展，原先只是在集成电路芯片设计中需要考虑的问题［１］在ＰＣＢ板级设计中正在逐步显现出来，并由此提出了信号完整性的概念。 在众多的讲述信号完整性的论文和专著中［２，３］，对信号完整性的描述都是从信号传输过程中可能出现的问题（比如串扰，阻抗匹配，电磁兼容，抖动等）本身来讨论信号完整性，对信号完整性没有一个统一的定义。事实上，信号完整性是指信号在通过一定距离的传输路径后在特定接收端口相对指定发送端口信号的还原程度，这个还原程度是指在指定的收发参考端口，发送芯片输出处及接收芯片输入处的波形需满足系统设计的要求［４］。 １、板级信号完整性分析 １．１信号完整性分析内容的确定 信号完整性分析工作是一项产品开发全流程工作，从产品设计阶段开始一直延续到产品定型。ＰＣＢ板级设计同样如此。在系统设计阶段，产品还没有进入试制，需要建立相应的系统模型并得到仿真结果以验证设计思想和设计体系正确与否，这个阶段称前仿真；前仿真通过后，产品投入试制，样品出来后再进行相应的测试和仿真，这个阶段称后仿真。假如将每一块ＰＣＢ板视为一个系统，影响这个系统正常工作的信号问题涉及到所有的硬件和软件，包括芯片、封装、ＰＣＢ物理结构、电源及电源传输网络和协议。 对系统所有部分都进行仿真验证是不现实的。应根据系统设计的要求选定部分内容进行测试仿真。本文所提及的“板级信号完整性分析”仅针对芯片引脚和走线的互连状态分析。 当被传输的信号脉冲时间参量（如上升时间、传输时间等）已缩短至和互连线上电磁波传输时间处于同一个量级时，信号在互连线上呈现波动效应，应采用微波传输线或分布电路的模型来对待互连线，从而产生了时延、畸变、回波、相邻线之间的干扰噪声等所谓的“互连效应”［１］。 假设ＰＣＢ板上芯片引脚的输入输出信号都是“干净”的，那么只要考虑互连线路本身的互连效应。事实上，每个芯片引脚在封装时都有其独特的线路特性，这些特性是由其内部的晶体管特性决定的，同样的信号在不同引脚上的传输效率差异很大。因此，在分析信号传输的互连效应时必须考虑芯片内部的电路特性以提取相对准确的电路模型，并在此基础上作进一步的分析。这个模型就是在业界被广泛使用的ＩＢＩＳ模型。 １．２ＩＢＩＳ标准模型的建立 ＰＣＢ板级信号完整性的仿真及应用 曹宇，丁志刚，宗宇伟 （上海计算机软件技术开发中心，上海２０１１１２）
《MATLAB课程设计》报告题目：基于MATLAB的DSB调制与解调分析专业班级: 通信1104班 学生姓名： 指导教师：
MATLAB课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 基于MATLAB的DSB调制与解调分析 设计内容和要求 DSB信号的仿真分析 调制信号：分别为300Hz正弦信号和矩形信号；载波频率：30kHz； 解调：同步解调； 要求：画出以下三种情况下调制信号、已调信号、解调信号的波形、频谱以及解调器输入输出信噪比的关系曲线； 1）调制信号幅度=×载波幅度；2）调制信号幅度=载波幅度； 3）调制信号幅度=×载波幅度； 时间安排 2013年12月25日：复习DSB的原理，初步构想设计的流程。 2013年12月26日至28日：程序编写及调试。 2013年12月29日：写报告。 指导教师签名：年月日
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摘要 调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。MATLAB软件广泛用于数字信号分析，系统识别，时序分析与建模，神经网络、动态仿真等方面有着广泛的应用。本课题利用MATLAB软件对DSB 调制解调系统进行模拟仿真，分别利用300HZ正弦波和矩形波，对30KHZ正弦波进行调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布，并在解调时引入高斯白噪声，对解调前后信号进行信噪比的对比分析，估计DSB调制解调系统的性能。 Abstract Modulation in communication systems have an important role. Through the modulation, not only can move the spectrum, the modulated signal spectrum move to the desired position, which will convert into a modulated signal suitable for transmission of modulated signals, and that its transmission system, the effectiveness and reliability of transmission has a great impact, the modulation method is often decided on a communication system performance. MATLAB software is widely used in digital signal analysis, system identification, time series analysis and modeling, neural networks, dynamic simulation have a wide range of applications. This topic using MATLAB software DSB modulation and demodulation system simulation, use, respectively, 300HZ sine wave and rectangular wave, sine wave modulation of the 30KHZ observed modulated signal modulated signal and demodulate the signal waveform and spectrum distribution, and in the solution white Gaussian noise introduced when adjusted for demodulating the signal-noise ratio before and after the comparative analysis, it is estimated DSB modulation and demodulation performance of the system.
本人技术屌丝一枚，从事PCB相关工作已达8年有余，现供职于世界闻名的首屈一指的芯片设计公司，从苦逼的板厂制板实习，到初入Pcblayout，再到各种仿真的实战，再到今天的销售工作，一步一步一路兢兢业业诚诚恳恳，有一些相关领悟和大家分享。买卖不成也可交流。 1.谈起硬件工作，是原理图，pcb，码农的结合体，如果你开始了苦逼的pcblayout工作，那么将是漫长的迷茫之路，日复一日年复一年，永远搞不完的布局，拉线。眼冒金星不是梦。最多你可以懂得各种模块的不同处理方式，各种高速信号的设计，但永远只能按照别人的意见进行，毫无乐趣。 2.谈起EDA相关软件，形象的说，就普通的PROTEL/AD来说你可能只有3-6K，对于pads 可能你有5-8K，对于ALLEGRO你可能6-10K,你会哀叹做的东西一样，却同工不同酬，没办法这就是市场，我们来不得无意义的抱怨。 3.众所周知，一个PCB从业者最好的后路就是仿真工作，为什么呢？一；你可以懂得各种模块的设计原则，可以优化不准确的部分，可以改善SI/PI可以做很多，这往往是至关重要的，你可以最大化节约成本，减少器件却功效相同；二；从一个pcblayout到仿真算是水到渠成，让路走的更远； 三：现实的说薪资可以到达11-15K or more，却更轻松，更有价值，发言权，你不愿意吗？ 现在由于本人已技术转销售，现在就是生意人了哈哈，我也查询过各种仿真资料我发现很少，最多不过是Mentor Graphics 的HyperLynx ，candense的si工具，
但是他们真的太low了，精确度和完整性根本不能保证，最多是定性的能力，无法定量。真正的仿真是完整的die到die的仿真，是完整的系统的，是需要更高级的仿真软件，被收购的xxsigrity，xx ansys，hspicexx，adxx等等，这些软件才是真正的仿真。 本人提供各种软件及实战代码，例子，从基本入门到高级仿真，从电源仿真，到ddr仿真到高速串行仿真，应有尽有，，完全可以使用，想想以后的高薪，这点投入算什么呢？舍不得孩子套不住狼哦。 所有软件全兼容32位和64位系统。 切记本人还提供学习手册，你懂的，完全快速进入仿真领域。你懂的！ 希望各位好好斟酌，自己的路是哪个方向，是否想更好的发展，舍得是哲学范畴，投资看得是利润的最大化，学会投资吧，因为他值得拥有，骚年！ 注：本人也可提供培训服务，面面俱到，形象具体，包会！ 有购买和学习培训兴趣的请联系 QQ:2941392162
SI 五款信号完整性仿真工具介绍 （一）Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB 设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，An soft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB 设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft 的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： Slwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何 数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D 图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿 （二）SPECCTRAQuest Cade nee的工具采用Sun的电源层分析模块: Cade nee Design System 的SpeeetraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI 。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer 可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在
新 建 高 速 铁 路 250-350Km/h 信号工程
监理实施细则
编制： 审核： 审批：
Kk 工程监理公司 二〇一二年四月
高速铁路信号工程专业监理实施细则
目
录
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 第八部分
应答器安装监理实施细则 地面固定信号机安装监理实施细则 地面信号标志安装监理实施细则 转辙装臵监理实施细则 轨道电路监理细则 光电缆线路监理实施细则 室内信号设备安装监理实施细则 信号联锁试验监理实施细则
第一部分 应答器安装监理实施细则
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高速铁路信号工程专业监理实施细则
第一章
一、特点 略
专业工程（或专项工作）特点及其技术、质量标准
二、技术、质量标准 1.《高速铁路信号工程施工质量验收标准》（TB10756-2010） 2.《高速铁路信号工程施工技术指南》（铁建设{2010}241 号） 3.《铁路建设工程监理规范》（TB10402-2007） 4.《铁道部技术管理规程》 5.《铁路信号设计规范》 6. 施工图纸及业主下发的相关文件要求等。 （一）应答器技术、质量标准 1、应答器设备进场应进行验收，其规格、型号、数量及质量应符合设计要 求和相关技术标准的规定。 2、应答器实际设臵位臵与设计位臵允许偏差±0.5m。应答器组内相邻应答 器间的距离为5+0.5 0m。 3、应答器安装位臵与设备编号必须相符。 4、 应答器安装固定应符合下列要求： 1）在有砟轨道窄型混凝土枕上，应采用抱箍方式固定在轨枕上。 2）在有砟轨道宽型混凝土枕及无砟轨道板上，应采用化学锚栓方式安装。 3）在框架式轨道板中空地段，应采用连接支架方式安装。 4）两个或四个安装孔的应答器安装均应牢固、固定螺栓齐全。 5）应答器安装支架结构应具有抗震能力。 5、 应答器尾缆固定在轨道板、宽枕板上时，应采用卡具及采用化学锚栓固 定。应答器尾缆固定在路肩上时，应采用防护管防护并埋入沥青防水层下。应答 器尾缆与应答器连接口应连接应牢固，无松动。 6、 应答器周围无金属体空间位臵应符合下列要求：
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每个千兆位背板、连接线和电缆都会使通过它的信号产生衰减，这种信号衰减可能很轻微也可能是致命的，决定于导体的几何尺寸、材料、长度和使用的连接器类型。由于通信工程师一生都在与正弦波打交道，因此他们更喜欢在频域内描述这种失真。图1显示了采用50Ω的带状线(或100Ω的微分带状线)终结的信道增益，也称为频率响应。这种带状线类似于低通滤波器，对高频正弦波的衰减比低频波更厉害。 图2显示了数字信号通过20英寸(0.5米)的FR-4微带线后的衰减情况。在连接线中电介质和趋肤效应的损耗降低了脉冲信号的幅度，使其上升沿和下降沿更加发散。我们喜欢称接收到的脉冲为“短脉冲(runt pulse)”，因为其信号幅度比通常的都小。在二进制的通信系统中，任何不能以足够余量超过接收器门限的短脉冲都会造成误码。 本文讨论了在高速串行链路中降低短脉冲信号幅度的三种情况：连接线或电缆、因为连接器和其它信号转换带来的反射、驱动器和接收器的有限带宽。图3显示了典型的信号传播测试。对这个波形进行调整，以使这个测试信号长的平坦部分代表在你的数据代码中长串的0或1，来显示短脉冲幅度，这是一种最糟糕的情况。在不存在反射、串扰或其他噪声的情况下，单个波形(在接收端所测试的)代表了信道散射的最差情况测试。更长的连接线将引入更多的散射问题，最终导致接收器在1.5米(本实例的情况)的长度就不能正常接收信号。 电压余量是衡量接收器上信号品质的一种尺度，该数值等于发生瞬间采样时信号幅度与接收器阈值之间的最小差值(单位：伏)。在一个反射、串扰或其他噪声为零的系统中，从理论上讲，即使在电压余量非常小的条件下您也能够期待系统实现理想的工作性能。然而，在实际的系统中，您必须保持一个足够大的噪声余量，以容忍系统中最大的反射、串扰和其他噪声，同时依然保持接收信号以足够的余量高于阈值电平，以克服接收器的有限带宽和噪声问题。 按照图4所示的例子，短脉冲幅度等于正常低频信号幅度的85%，只超过接收器门限电平35%，而不是正常情况的50%。比正常信号幅度的75%更短的脉冲信号将减少一半的电压余量，这对噪声预算是很大的冲击，但是仍然能工作。对于一般的二进制通信，不使用均衡处理，我们希望到达接收器的短脉冲幅度永远不低于低频脉冲幅度的70%。 短脉冲信号的衰减 在图4中左边是2个波特周期的正弦波。这个短脉冲(101)看起来更像这个正弦波，因此能够从信道衰减的频域图中推断出短脉冲的幅度。 在图4中，数据波的波特率为2.5Gbps。这个频率(对应的正弦波频率)的一半为1.25GHz，在1.25GHz处半米曲线的衰减为4.5dB。在十分之一这个频率下，相同的曲线的衰减为1.5dB，大约对应于8B/10B编码数据传输系统中最低感兴趣频率。这两个数据之间的差值(-3dB)接近在接收器端短脉冲与低频信号幅度的比值。这个系统只有-3dB的衰减，能够满足链路性能的70%频域规格要求，这准确地解释了为什么时域波形在半米处的看起来那么好。 仔细研究图4会发现，在时域中实际的短脉冲幅度为正常信号幅度的85%，比频域近似方法预估的结果好。这个差异部分是缘于正弦波的谐波组成，谐波的基本幅度超过了正弦波信号的幅度，部分缘于凭经验进行的时域与频域之间快速转换所必然有的失真。简单的时域规
信号完整性分析SI仿真Demo Altium Designer的SI仿真功能，可以在原理图阶段假定PCB环境进行布线前预仿真，帮助用户进行设计空间探索，也可以在PCB布线后按照实际设计环境进行仿真验证，并辅以虚拟端接，参数扫描等功能，帮助用户考察和优化设计，增强设计信心。 1.在Windows下打开SI_demo子目录，双击打开演示案例项目 SI_demo.prjpcb，当前项目树中只有一页原理图SI_demo.schdoc，双击 SI_demo.schdoc打开原理图。观察到图中有U2和U3两个IC器件。 2.为器件指定IBIS模型（如果元件库中该器件已有正确的IBIS模型，则可跳 过步骤2） 通过双击器件U2，弹出以下窗口：
点击Add右边的下拉箭头，选择Signal Integrity，为器件U2指定SI仿真用的IBIS模型。 在弹出的SI模型选择窗口中点击 Import IBIS，选择U2对应的IBIS模 型文件导入，本例中U2的IBIS模型 文件为SI_demo文件夹中的文件 5107_lmi.ibs，后面各窗口一直点击 OK，直到回到原理图界面，U2的模 型设定完成。 双击器件U3，按照同样的步骤为U3 指定IBIS模型，其对应的IBIS模型 文件为：edd2516akta01.ibs
3.为关注的网络设定规则 通过点击主菜单下的Place->Directives->Blanket，放置一个方框，将所关注的网络名称框住（本例中已经框住了LMID00-LMID15共16位数据总线）。 然后同样通过Place->Directives->PCB Layout, 放置一个PCB Rule规则符号，置于方框的边界上。
信号与系统仿真实验报告
实验一 (1)()t δ Function-M 文件 function [x,t]=dirac(t1,t2,t0) %y=dirac(t-t0),t1
分析：在新版的Matlab 函数库中有自带的阶跃函数，调用方法为f=heaviside(t)，这里为了方便画位移后0()t t ε-的图像，故自定义了一个阶跃函数。 (3)指数 ①a=1； >> f=sym('exp(t)'); >> ezplot(f,[-3,3]) >> xlabel('时间t') >> ylabel('函数f （x ）') ②a=-1； f=sym('exp((-1)*t)'); >> ezplot(f,[-3,3]) >> xlabel('时间t') >> ylabel('函数f （x ）') 图a ）a=1时的指数信号图像 图b ）a=-1时的指数函数图像 分析：y=sym （‘f （x ）’）是用了符号运算法 （4）(),5N R t N = >> t=-1:0.001:10; >> y=heaviside(t,0)-heaviside(t,5); >> plot(t,y) >> axis([0,10,-0.2,1.2]) 分析：采用两个跳变点不等的阶跃函数相减得到一个矩形函数的方法生成的门函数。
浅谈高速铁路信号系统 发表时间：2018-06-20T15:28:32.577Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第2期作者：张广智 [导读] 高速铁路最重要的指导理念是动车组在经过特殊建造的专用线路上高速、高密度安全运行并得到最佳匹配。 通号工程局集团有限公司天津分公司天津市 300240 摘要：中国高速铁路自九十年代到如今，经过了十多年的科学研究和时间积累，依靠国内自身的技术力量，走过了学习、引进、创新、超越的一个不平凡的道路，形成了中国高速铁路技术体系，中国高铁是中国改革开放成果的一个成功典范。目前中国高速铁路营运里程两万五千多公里，占世界营运里程三分之二，“复兴号”动车组奔驰在祖国的大江南北，中国高铁为中国国民经济发展插上腾飞的翅膀。而高速铁路信号系统是高铁核心技术，被形象的比喻为高铁的眼睛。 关键词：高速铁路；信号 1.高速铁路与普速铁路的区别 高速铁路最重要的指导理念是动车组在经过特殊建造的专用线路上高速、高密度安全运行并得到最佳匹配。与普速铁路的主要区别有：1.列车运行速度大于200KM/h；2.列车晚点在1-2分钟；3.列车追踪间隔在3-5分钟；4.采用全封闭式、全立交；5.采用列车自动控制（ATC）系统，地面不设信号机，司机按车载信号显示行车，具有超速防护系统；6.车站进路不用值班员办理而是由调度中心的计算机统一控制；7.站间距离较大，区间建有无人值守的中继站；8.具有安全监控系统，监视轴温、线路、风、雨、地震灾害并进行报警。 2.保证高速列车运行安全的主要手段 火车是靠车轮在钢轨上运行的，停止时靠车轮踏面产生摩擦力使列车减速。考虑最不利条件下，也能安全停车并顾及旅客乘车舒适性，司机制动时的平均速度一般只有0.5-0.8m/s时，时速120KM/s.时，时速120km/h的列车制动距离约为800m，列车制动距离与列车制动初速的平方成正比。制动初速高，制动距离较长。 高速列车采用普通自动闭塞，红灯停、绿灯行，闭塞分区要达到6~8KM，才能保证安全。这样线路上的列车间隔加大，降低了通行能力。因此高速铁路闭塞分区设为1~2km，但是信号要分成若干速度等级，这样才能保证安全又满足行车密度的要求。 普速铁路地面信号机显示距离为1000m，时速120km/h的列车走过这段距离为30s，如果列车时速为320120km/h则只有11s。如果闭塞分区为1.5km，则高铁列车司机每十几秒就要辨认一次信号显示，既紧张又不安全。国外曾做过实验，当列车速度超过200120km/h时，司机辨识信号的错误率会大大增加，据此不可以使用地面信号机指挥列车运行。 司机靠地面信号驾驶列车需要经过识别信号、理解信号、按照信号要求操纵列车。司机从看信号到做出正确反应需要4~5s左右，任何环节出现错误，都会造成事故。据此高速铁路闭塞改为列车自动控制系统（ATC），其特点是：1.以车载信号显示为行车凭证；2.用速度命令代替色灯含义；3.信号直接控制列车制动。 3.高速铁路信号安全系统 高速铁路信号安全系统是完成行车控制、运营管理的综合自动化系统。这个系统主要由行车、指挥系统、列车运行自动控制系统、车站联锁系统等组成。 3.1综合调度系统：高速铁路有许多车站，线路上有许多列车要协调一致运行，必须实行统一的行车指挥，高速铁路的服务宗旨是：快速、舒适、安全、正点。要做到这八个字光靠总调度协调调度员、调度员向所属基层站、段下计划、下命令，再向各站、段值班人员实施，这套管理需要人数众多，环节也多。为了取得高效率，需要利用先进的通信网和计算机组成综合调度系统。全线所有列车位置、进路、信号及各种行车设备状态、列车及旅客售检票情况、接触网及供电设备状况显示在调度中心。 为了使各列车均能按运行图正点运行，调度中心的计算机自动排列进路，控制车站的信号设备，直接通过列控系统向列车发出速度命令。这一切都自动进行，只有在特殊情况下例如设备故障、天灾、人祸等，调度员才干预计算机计算机控制亲自下达命令。计算机系统在涉及安全或者不允许中断工作时多采用多系统设置。调度中心一般采用两套或者三套系统，并且供电和通信网也有冗余并形成闭环。保证高速列车的指挥一般不会中断，列车的正点率也会大大提高。 调度中心主要任务是：行车计划编制、行车调度、机车车辆调度、电力调度、客运调度及旅客服务、行车设备监视及维修管理、维修点及天窗点管理、安全监控和应急抢险指挥。 3.2列车运行自动控制系统（ATC）：列车运行控制系统直接控制列车运行，主要由车载设备和地面设备组成。列车控制系统在车站设有控制中心，如果距离较大，则每15~20公里还要设置单独的控制中心。控制中心通过电缆与铁路上的轨道电路、信号机等设备相连。主要王城列车位置检测、形成速度信号并将此信号传递给列车。车载设备将按照速度信号控制列车制动。地面设备与车载设备一起才能完成列车运行控制功能。 3.3车载设备主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机操作显示屏、速度传感器等组成。地面信号命令通过轨道电路向机车传送。机车头部的天线接收速度信号命令，经过信号接收机放大、滤波、解调后将此命令的数据送到司机显示器和制动控制单元。制动控制单元收到速度传感器传来的信号，测量出列车的实际速度，将超级速度与信号命令比较，如果判断列车需要制动则产生制动信号，直接控制列车制动系统，列车就会自动减速和停车。列控系统主要任务是：1.防止列车冒进信号；2.防止列车错误出发；3.防止列车超速通过道岔； 4.防止列车超过线路允许的最大速度； 5.监督列车通过临时限速区段；6在出入库无信号区段限制列车速度。为保证列车运行控制系统不间断的工作和加强设备维修和管理，列车运行控制系统中在地面和车上都安装有监视设备。地面监视系统可以检测信号机、轨道电路、地面控制中心的接收和发送设备等。检测结果可以在维修工区显示、储存，也可以通过通信网送往调度中心。 车上监视设备可以将列车运行过程中速度信号、制动装置动作以及列车实际速度和司机操作等状态保存下来。 3.4列控系统是高速铁路信号控制核心，目前国内普遍使用的高速铁路列控系统基于GSM-R无线传输方式的CTCS3级和ZPW-2000轨道电路与点式应答器构成的CTCS2级组成的冗余配置的列控系统，预留CTCS3级系统接口。CTCS2级系统与既有200km/h提速线列控系统兼容。同时作为CTCS3级系统备用系统，CTCS2级系统中的轨道电路、点式应答器等在CTCS3级系统中作为列车占用检查和列车定位对标的平台。CTCS2级列控系统由车站列控中心，ZPW2000轨道电路、点式应答器设备及车载列控设备等组成。CTCS3级列控系统在