克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

若要信號發(fā)送器和信號接收器正常工作，只需為它們提供完好的電源供給,；若要信號傳輸過程中無失真或有可以允許的失真,，則需要信號傳輸通道通暢（即后面所講的傳輸線的特征阻抗具有相對的一致性）；若信號在傳輸過程中無干擾或有可以容許的干擾,，則需要對信號傳輸通道提供電磁屏蔽,。

以上三個方面的技術(shù)分別涉及電源完整性、信號完整性和電磁兼容性技術(shù),。低速信號和高速信號傳輸對于信號傳輸通道有著不同的要求,，就像普通火車和高速火車要求不同等級和質(zhì)量的鐵路、車站和環(huán)境一樣,，高速信號的傳輸必然要求更高等級和更高質(zhì)量的信號傳輸線,、供電系統(tǒng)和電磁屏蔽環(huán)境，以確保高速信號在發(fā)送端,、傳輸路徑和接收端的波形失真度方面在可控范圍內(nèi),，從而實現(xiàn)高速信號的正確發(fā)送、傳輸,、接收和解碼,。 高速信號傳輸?shù)膫鬏斖ǖ溃缓颖痹O(shè)備高速信號傳輸

高速數(shù)字信號傳輸電路的設(shè)計與仿真

高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計成功的關(guān)鍵在于保持信號的完整,，而影響信號完整性(即信號質(zhì)量)的因素主要有傳輸線的長度,、電阻匹配及電磁干擾、串擾等,。設(shè)計過程中要保持信號的完整性必須借助一些仿真工具,，仿真結(jié)果對PCB布線產(chǎn)生指導性意見，布線完成后再提取網(wǎng)絡(luò),，對信號進行布線后仿真,，仿真沒有問題后才能送出加工。目前這樣的仿真工具主要有cadence,、ICX,、Hyperlynx等,。Hyperlynx是個簡單好用的工具，軟件中包含兩個工具LineSim和BoardSim,。LineSim用在布線設(shè)計前約束布線和各層的參數(shù),、設(shè)置時鐘的布線拓撲結(jié)構(gòu),、選擇元器件的速率,、診斷信號完整性，并盡量避免電磁輻射及串擾等問題,。BoardSim用于布線以后快速地分析設(shè)計中的信號完整性,、電磁兼容性和串擾問題，生成串擾強度報告,，區(qū)分并解決串擾問題,。作者使用LineSim工具，對信號的阻抗匹配,、傳輸線的長度,、串擾進行了仿真分析，并給出了指導性結(jié)論,。 河北設(shè)備高速信號傳輸高速信號傳輸用串行還是并行,；

數(shù)字信號的時域特性

例如，對于1GHz的理想方波,，其幅值為1V,，將其變換到頻域中的頻譜則描述如下：●個頻率分量的頻率是0，幅度為0.5V,，這個分量描述了時域中的直流分量,，稱為零次諧波；●第二個頻率分量的頻率是1GHz,，幅度為0.63V,，這個分量稱為一次諧波，一次諧波與零次諧波疊加,，在時域中得到均值偏移為0.5V的正弦波,。這與理想方波還有一定的差距；●第三個頻率分量的頻率是3GHz,，幅度為0.21V,，這個分量稱為三次諧波，三次諧波和一次諧波,、零次諧波的疊加結(jié)果再疊加,，在時域中得到的信號波形頂端更平滑，更接近于方波,，上升時間更短,；……依次下去,，將所有相繼的高次諧波與前面已經(jīng)疊加的結(jié)果疊加，得出的結(jié)果會越來越像方波,，上升時間會越來越短,。

克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

高速信號傳輸技術(shù)的內(nèi)涵高速電信號傳輸設(shè)計與分析是電子設(shè)計工程師必須掌握的基本技能。電子產(chǎn)品處理器主頻高至GHz,、傳輸速率達到Gbps以上,，高速信號的處理和傳輸要求電子設(shè)計工程師必須至少具備以下三項技能：

●高速邏輯時序設(shè)計；

●高速電路散熱設(shè)計,；

●高速信號傳輸設(shè)計,。

①邏輯時序設(shè)計對于數(shù)字電路設(shè)計工程師而言，無論其開發(fā)的數(shù)字電路是所謂的低速數(shù)字電路,，還是高速數(shù)字電路,，都是基本的設(shè)計。電子工程師在進行時序設(shè)計時,，有一個很重要的假設(shè)：數(shù)字邏輯信號傳輸沒有失真,。因此，邏輯時序設(shè)計更多的是考慮信號的邏輯運算,、信號延時,、信號的同步等因素。 高速信號的傳輸?shù)墓こ袒夹g(shù),；

克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

2.1高速信號傳輸定義

高速信號傳輸是一定條件下的（電）信號傳輸,，這里的條件對數(shù)字（電）信號而言，是指信號傳輸通道長度與信號帶寬波長的關(guān)系,，對模擬信號而言,，無論帶寬大小，都被看作高速信號傳輸,。2.1.1信號傳輸?shù)南嚓P(guān)概念（1）電信號在通信,、信號處理或者電子工程等技術(shù)領(lǐng)域中，任何隨時間和空間變化的量都可以稱為信號,，如果量的變化是連續(xù)的,，則稱為模擬信號，如果量的變化是離散的,，則稱為數(shù)字信號,。電信號是指其電壓值（電流值）、頻率值或相位值隨時間變化的量,，同樣地,，電信號也包括模擬電信號和數(shù)字電信號。 高速信號傳輸不正確是電子產(chǎn)品研制過程中經(jīng)常遇到的問題,；河北設(shè)備高速信號傳輸

信號傳輸是否為高速信號傳輸,，不但取決于數(shù)字信號的帶寬波長,；河北設(shè)備高速信號傳輸

克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室

原因在于：對應某個數(shù)字信號，如果其傳輸線設(shè)計不當而在某些位置出現(xiàn)阻抗突變,，則信號在此處會發(fā)生反射,，反射的信號向著與信號傳輸方向相反的方向傳輸，若再遇到阻抗突變,，會再次發(fā)生反射,，信號與反射信號疊加在信號采集處，會影響采集器對信號的判斷,。由天線原理可知,，如果反射點恰好處于信號某個有效諧波波長的1/4處,，則在該段傳輸線上任意位置入射信號和反射信號的相位相同,，電流方向相反，信號幅值疊加,，該段傳輸線構(gòu)成射頻發(fā)射天線,。因此，一般情況下,，如果其傳輸線長度大于該數(shù)字信號有效比較高諧波（一般為基頻的3~5倍）波長的1/4時,，該數(shù)字信號相對該傳輸線就是高速信號。 河北設(shè)備高速信號傳輸

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