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Integridad de señal en los circuitos digitales

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Sistema con y sin re-drivers

Para alguna aplicación móvil que usa, por ejemplo, USB 3.1 Gen 2 con una ratio de datos de 10 Gbps, hay una pérdida total en dB, incluyendo todas las pérdidas de canal de interconexión.

El presupuesto perdido incluye cualquier aspecto en el camino del silicio al conector como el encapsulado de silicio, las trazas de PCB, las vías, el cable flexible, el filtro de modo común y el conector.

Con la intención de mantener una buena calidad de señal para un sistema USB Tipo-C Gen 2 sin limitar el tamaño de la PCB y la ubicación de los dispositivos, un re-driver se convierte en la solución más asequible.

Teniendo en cuenta un sistema como un teléfono móvil (smartphone) o una tableta, se puede apreciar cómo las señales digitales de alta frecuencia viajan desde el procesador APP y los pines, las trazas de PCB, las vías, el conector, el cable flexible y el conector USB.

Las señales con una elevada ratio de datos se pueden degradar antes de recorrer el cable de 1 m e influir en la integridad de señal.

Caminos de señal y degradación de señal típicos
Caminos de señal y degradación de señal típicos

Como las señales viajan a través de un canal, la amplitud de la señal atenuada y, dependiendo de la longitud del canal, esta atenuación podría ser lo suficientemente larga como para provocar problemas de integridad de señal con elevadas ratios de datos.

Como un dispositivo de acondicionamiento de señal, el re-driver, puede recuperar una señal que tiene muchas pérdidas en un canal dado y mejorar la salida de la señal recuperada, permitiendo una mayor distancia para la señal y minimizando el error de bit al abrir el ojo.

Uso de un re-driver para mejorar la apertura de Ojo
Uso de un re-driver para mejorar la apertura de Ojo

Los re-drivers con tensión de salida diferencial programable garantizan que la fuerza del drive se alinea con la impedancia de línea y la longitud de traza y ecualizan las señales y resuelven los problemas de integridad de señal. Hay que tener presente que el incremento de la tensión de salida diferencial en el controlador ayudar a mejorar la señal recibida, pero aumenta el ruido y la inestabilidad (jitter).

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