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DESIGN&ELEKTRONIK 07 2020 35 Bild pathdoc | stock adobe com alle anderen Bilder ON Semiconductor Signalkonditionierung Halbleiter Damit Signale unverfälscht ankommen Signale erfahren auf dem Weg vom Sender zum Empfänger eine Qualitätsminderung Das betrifft insbesondere die schnellen Bussysteme wie PCI Express und USB 3 und 4 Wie kommen diese Effekte zustande und wie lässt sich gegensteuern? Majid Dadafshar Principal Engineer Field Application Engineering ON Semiconductor Da die Strukturgrößen in der Halbleiterfertigung auf 10 nm 7 nm und perspektivisch sogar bis 5 nm hinabreichen lassen sich mehr Funktionen pro Chipfläche integrieren In mobilen Anwendungen geht der Trend hin zu höheren Frequenzen und Datenraten sowie einer Optimierung der Verlustleistung indem die Core-Spannungen der Prozessoren auf 0 9 V 0 8 V 0 56 Voder sogar noch niedriger gesenkt werden Durch den Betrieb bei höheren Frequenzen und niedrigeren Betriebsspannungen werden die Schwellenwerte oder das gültige Datenfenster für ein Datenbit viel kleiner was sich sowohl auf die Stromverteilung durch die Leiterbahnen und Versorgungslagen als auch auf die Größe der Augenöffnung im Augendiagramm Bild 1 auswirkt Das durch den Betrieb mit höherer Frequenz und niedrigerer Spannung verursachte kleinere Auge erhöht die Wahrscheinlichkeit von Fehlern bei der Datenübertragung und somit die Bitfehlerrate was eine erneute Übertragung des Datenstroms erforderlich macht Um diesen erneut zu übertragen befindet sich der Prozessor für einen längeren Zeitraum im aktiven Modus was zu mehr Verlustleistung führt und die möglich Nutzungsdauer mobiler Anwendungen verringert Kommen in einem HF-Design noch andere Herausforderungen wie Signaldämpfung Reflexion Impedanzanpassung Jitter usw hinzu wird deutlich wie die Signalverwww designelektronik de