النزاهة في الإشارات - المفاهيم الأساسية

النزاهة في الإشارات (Signal Integrity, SI) تشير إلى جودة الإشارة على خط النقل. يُظهر أداء النزاهة في الإشارات الجيدة أن مستوى الكهرباء على خط النقل يمكن أن يصل إلى القيم المتوقعة، دون زيادة أو نقص.

سبب تكون مشكلات النزاهة في الإشارات هو أن مستوى الإشارة الرقمية في العالم الحقيقي (0/1) ليس مثاليًا، حيث أن الإشارة نفسها هي متغير تناظري. في الدوائر ذات السرعة المنخفضة، ليست مشكلات النزاهة في الإشارات واضحة، لأن خطوط الاتصال تكون شفافة بالنسبة للإشارات الكهربائية، ويمكن تجاهل تأثير الدوائر التناظرية. ومع ذلك، عندما ترتفع السرعة (أعلى من 100 ميجاهرتز أو نبضة صاعدة أقل من 1 نانوثانية)، ستبدأ جهد أو تيار الإشارة الرقمية في التشوه، مما يؤدي إلى اختلاف كبير بين المعلومات الواردة والمعلومات المُرسَلة. لذلك، عند تصميم دوائر عالية السرعة، يجب أن نأخذ في اعتبارنا مشكلات النزاهة في الإشارات.

يشمل مفهوم النزاهة في الإشارات على نطاق واسع هذه الثلاثة أنواع من المشكلات:

• النزاهة في الإشارات (Signal Integrity, SI): تشير إلى تشوه موجة الإشارة.
• النزاهة في الطاقة (Power Integrity, PI): تشير إلى شبكة التغذية الكهربائية والضوضاء المتعلقة بها.
• التوافق الكهرومغناطيسي (Electro Magnetic Compatibility, EMC): تشير إلى قدرة الأجهزة الإلكترونية على العمل بشكل صحيح في الحقل الكهرومغناطيسي دون تداخل كهرومغناطيسي أو تسبب تداخلًا في الأجهزة الأخرى.

المبادئ الأساسية للنزاهة في الإشارات

• أي تفاعل إشاري هو نتيجة لمسار الإشارة ومسار العودة الذي يتألفان منه. في كل خطوة يتقدم فيها الإشارة على مسار النقل، ستشعر بمقاومة للحظة. لتحقيق أفضل نوعية لنقل الإشارة، يجب أن يكون المقاومة اللحظية دائمًا ثابتة، مثل جعل مسار النقل له مقطع عرض متساوي.
• كل إشارة تمتلك مسار عودة، وليس فقط اتصال بالأرض. يمكن حل المشكلات من خلال تحليل مسار العودة.
• بالنسبة للسعة، فإن التغيرات الحادة في الأطراف ستؤدي إلى مقاومة منخفضة. هذه السعة ليست مقتصرة على السعة الخارجية، بل تشمل أيضًا السعة الطفيلية على مسار النقل.
• بالنسبة للملفات اللولبية، كلما حدث تغيير في حجم التيار أو عدد خطوط القوة، ستنشأ جهدًا على الطرفين، مما يمكن أن يسبب ضوضاء انعكاسية، وتداخل، وضوضاء تبديل، وتقهقر أرضي، وانهماك المسار، وتداخل كهرومغناطيسي، وما إلى ذلك. عندما يحدث تغيير في التيار الذي يمر عبر ملف التوصيل بالأرض، يُسمى الجهد الناتج على مسار التوصيل بالأرض بانهماك الأرض، وهو السبب وراء ضوضاء التبديل والتداخل الكهرومغناطيسي.
• عرض النطاق الترددي للإشارة يشير إلى أعلى تردد للمكونات الجيبية الص

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.