2.1.2數(shù)字信號(hào)的時(shí)域特性高速信號(hào)傳輸?shù)闹饕芯績(jī)?nèi)容是高速數(shù)字信號(hào)傳輸，因此，我們先以時(shí)鐘信號(hào)為例，討論數(shù)字信號(hào)在時(shí)域和頻域中的特征。在時(shí)域中，時(shí)鐘信號(hào)有兩個(gè)重要的參數(shù)，即時(shí)鐘周期和上升時(shí)間。圖2.1說明了數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)的這兩個(gè)特性。時(shí)鐘信號(hào)波形

時(shí)鐘周期就是時(shí)鐘信號(hào)重復(fù)一次的時(shí)間間隔，在高速信號(hào)系統(tǒng)中，時(shí)鐘信號(hào)的周期（Tclock）單位一般為納秒（ns），頻率為在1秒鐘內(nèi)時(shí)鐘循環(huán)的次數(shù)，單位一般為赫茲（Hz），時(shí)鐘頻率與時(shí)鐘周期是互為倒數(shù)的關(guān)系： 高速信號(hào)傳輸技術(shù)的復(fù)雜性；電氣性能測(cè)試高速信號(hào)傳輸維保

1.1.2高速信號(hào)傳輸?shù)慕缍?biāo)準(zhǔn)

高速信號(hào)傳輸所涉及的個(gè)概念和技術(shù)，就是界定信號(hào)傳輸是高速信號(hào)傳輸還是低速信號(hào)傳輸。

從工程設(shè)計(jì)角度來看，高速信號(hào)可以定義為：需要對(duì)其傳輸線進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保在傳輸過程中其波形失真度可以接受的那些信號(hào)。界定高速信號(hào)傳輸?shù)囊罁?jù)有以下兩條。

①對(duì)于模擬信號(hào)，所有模擬信號(hào)傳輸都應(yīng)該看作高速信號(hào)傳輸，因?yàn)槟M信號(hào)傳輸一般要求傳輸過程中具有很小的波形失真度。

②對(duì)于數(shù)字信號(hào)，通過分析，若設(shè)計(jì)該數(shù)字信號(hào)傳輸線需要考慮阻抗才能保證信號(hào)傳輸?shù)侥康奶幍氖д娑瓤山邮?，這種情況下的數(shù)字信號(hào)就是高速信號(hào)。 電氣性能測(cè)試高速信號(hào)傳輸維保高速信號(hào)傳輸所涉及的個(gè)概念；

①理解電阻、電感、電容等特性，其本質(zhì)就是對(duì)電流、電流變化和電壓變化具有的抵抗力，以及電阻器、電感器、電容器幾種器件不僅具有主特性，在高速信號(hào)傳輸電路中還表現(xiàn)出其他的特性。

②掌握高速信號(hào)傳輸、信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性的概念，以及高速信號(hào)傳輸技術(shù)與信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性技術(shù)的關(guān)系。

③認(rèn)識(shí)信號(hào)傳輸線、供電傳輸線、信號(hào)回路、供電回路、信號(hào)傳輸線的特征阻抗、供電中繼電容器等概念和意義，并糾正對(duì)地、屏蔽、信號(hào)回路幾個(gè)概念的誤解。

④了解信號(hào)類型、電源類型、信號(hào)傳輸線類型及其適合傳輸?shù)男盘?hào)類型、電源傳輸線類型及其適合傳輸?shù)碾娫搭愋?、供電中繼電容器類型，以及各種信號(hào)傳輸線和電源傳輸線的屏蔽效能對(duì)比。實(shí)際上，掌握了這些，我們就從本質(zhì)上了解了高速信號(hào)傳輸?shù)脑砗捅举|(zhì)，綜合考慮工程化因素（如產(chǎn)品成本、可制造性和可實(shí)現(xiàn)性等），結(jié)合使用相關(guān)的設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試工具，就可以很輕松地進(jìn)行高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)和問題的分析。

由天線原理可知，如果反射點(diǎn)恰好處于信號(hào)某個(gè)有效諧波波長(zhǎng)的1/4處，則在該段傳輸線上任意位置入射信號(hào)和反射信號(hào)的相位相同，電流方向相反，信號(hào)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(zhǎng)度大于該數(shù)字信號(hào)有效比較高諧波（一般為基頻的3~5倍）波長(zhǎng)的1/4時(shí)，則該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線就是高速信號(hào)。值得注意的是，數(shù)字信號(hào)是否為高速信號(hào)，除了與信號(hào)的頻率有關(guān)，還與傳輸它的線路長(zhǎng)度有關(guān)。

注意

信號(hào)傳輸是否為高速信號(hào)傳輸，不但取決于數(shù)字信號(hào)的帶寬波長(zhǎng)（等價(jià)于數(shù)字信號(hào)的速率），還取決于信號(hào)傳輸線的長(zhǎng)度。數(shù)字信號(hào)的傳輸速率和其傳輸通道的長(zhǎng)度是高速信號(hào)傳輸?shù)膬蓚€(gè)不可分割的組成部分。例如，傳輸速率為1Mbps的RS-422信號(hào)在雙絞屏蔽電纜上傳輸時(shí)，信號(hào)帶寬為5×1MHz。信號(hào)帶寬波長(zhǎng)λ為3×108÷（4）1/2÷（1×106×5）=30（m）。假設(shè)電纜材料的相對(duì)介電常數(shù)為4，只有當(dāng)RS-422信號(hào)傳輸通道長(zhǎng)度大于7.5m時(shí)，才可以被當(dāng)作高速信號(hào)傳輸。 高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)的三大支撐技術(shù)；

高速信號(hào)傳輸——信號(hào)完整性

信號(hào)的回路信號(hào)傳輸線：信號(hào)路徑、信號(hào)回路、中間介質(zhì)構(gòu)成信號(hào)自己回路的原則：直流電流：尋找小的電阻、與信號(hào)路徑組成信號(hào)環(huán)路面積小的回路交流電流：阻抗小、與信號(hào)路徑組成的信號(hào)環(huán)路面積小的回路電信號(hào)=直流+交流回路也就包括的直流信號(hào)回路和交流信號(hào)回路。

特征阻抗與反射(1) 特征阻抗定義：特性阻抗是射頻傳輸線影響無線電波電壓、電流的幅值和相位變化的固有特性，等于各處的電壓與電流的比值，用V/I表示。

(2)這樣的突變也就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的反射。

(3)差分線和單端信號(hào)線差分線一個(gè)對(duì)應(yīng)正極性，一個(gè)對(duì)應(yīng)負(fù)極性，還有一條用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)回流的線單端信號(hào)線：一條信號(hào)路徑和信號(hào)回流的線

（4)大地與“基準(zhǔn)地”大地的概念：用于屏蔽和吸收大量電荷的物體，“大地”的意義也就在于為其所連接的物體提供一個(gè)收放多余電荷和垃圾電荷的地方在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)去掉“地”的概念，聚焦信號(hào)回路概念。

（5）信號(hào)類型模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)單端信號(hào)和差分信號(hào)分成了：

單端模擬

差分模擬

單端數(shù)字

差分?jǐn)?shù)字 高速喜好傳輸?shù)膫鬏斔俣?；電氣性能測(cè)試高速信號(hào)傳輸維保

高速信號(hào)傳輸技術(shù)與信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性技術(shù)的關(guān)系；電氣性能測(cè)試高速信號(hào)傳輸維保

特征阻抗一般有兩種說法：

1、當(dāng)信號(hào)傳輸時(shí)，本質(zhì)微電磁波傳輸，此時(shí)伴隨著電場(chǎng)和磁場(chǎng)，而阻抗被定義為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的比值；

2、但信號(hào)傳輸時(shí)為高速信號(hào)，此時(shí)傳輸線非理想線，包含分布參數(shù)如電容、電感和電阻，此時(shí)對(duì)于信號(hào)來講這些參數(shù)形成的阻抗就是瞬時(shí)阻抗值。微帶線特性阻抗與輸入阻抗和輸出阻抗一致時(shí)，對(duì)信號(hào)傳輸比較好，此時(shí)不會(huì)發(fā)生反射。此時(shí)我們說傳輸線阻抗是連續(xù)的,不會(huì)發(fā)生反射。

阻抗不匹配

如果不匹配，將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射問題，終引起過沖和下沖問題。

源端我們說一般叫做源端匹配，就算源端不匹配了在源端發(fā)生了反射，但是不會(huì)傳到終端去；此時(shí)需要終端完全吸收掉，所以我們叫源端匹配，終端吸收。 電氣性能測(cè)試高速信號(hào)傳輸維保

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