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?；河北設備高速信號傳輸

高速數(shù)字信號傳輸電路的設計與仿真

高速數(shù)字系統(tǒng)設計成功的關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，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用在布線設計前約束布線和各層的參數(shù)、設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。

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高速信號傳輸技術(shù)的內(nèi)涵高速電信號傳輸設計與分析是電子設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計工程師必須至少具備以下三項技能：

●高速邏輯時序設計；

●高速電路散熱設計；

●高速信號傳輸設計。

①邏輯時序設計對于數(shù)字電路設計工程師而言，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，都是基本的設計。電子工程師在進行時序設計時，有一個很重要的假設：數(shù)字邏輯信號傳輸沒有失真。因此，邏輯時序設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)；

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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概念（1）電信號在通信、信號處理或者電子工程等技術(shù)領域中，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；河北設備高速信號傳輸

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原因在于：對應某個數(shù)字信號，如果其傳輸線設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。 河北設備高速信號傳輸

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