克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

2.1高速信號(hào)傳輸定義

高速信號(hào)傳輸是一定條件下的（電）信號(hào)傳輸，這里的條件對(duì)數(shù)字（電）信號(hào)而言，是指信號(hào)傳輸通道長(zhǎng)度與信號(hào)帶寬波長(zhǎng)的關(guān)系，對(duì)模擬信號(hào)而言，無(wú)論帶寬大小，都被看作高速信號(hào)傳輸。2.1.1信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)概念（1）電信號(hào)在通信、信號(hào)處理或者電子工程等技術(shù)領(lǐng)域中，任何隨時(shí)間和空間變化的量都可以稱為信號(hào)，如果量的變化是連續(xù)的，則稱為模擬信號(hào)，如果量的變化是離散的，則稱為數(shù)字信號(hào)。電信號(hào)是指其電壓值（電流值）、頻率值或相位值隨時(shí)間變化的量，同樣地，電信號(hào)也包括模擬電信號(hào)和數(shù)字電信號(hào)。 高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)與分析；通信高速信號(hào)傳輸一致性測(cè)試

1.1.1高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)內(nèi)容

如果某個(gè)正在研制的電子產(chǎn)品具有DVI視頻信號(hào)處理功能和接口，則電子工程師對(duì)該產(chǎn)品的DVI信號(hào)傳輸進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)有關(guān)DVI信號(hào)傳輸所涉及的以下問(wèn)題給出工程化的技術(shù)解決方案，使得產(chǎn)品在性能、可靠性、可制造性和成本等方面取得平衡。

，如何界定DVI信號(hào)傳輸是高速信號(hào)傳輸還是低速信號(hào)傳輸，以便設(shè)計(jì)出既能滿足傳輸性能要求又能有效控制制造成本的傳輸線，保證產(chǎn)品綜合性能比較好，而不僅是某單項(xiàng)性能指標(biāo)比較好。 通信高速信號(hào)傳輸一致性測(cè)試高速信號(hào)的界定標(biāo)準(zhǔn)；

在實(shí)際的PCB布線時(shí)，如果由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要，不能縮短信號(hào)線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)采用差分信號(hào)傳輸。差分信號(hào)有很強(qiáng)的抗共模干擾能力，能延長(zhǎng)傳輸距離。差分信號(hào)有很多種，如ECL、PECL、LVDS等，表1列出LVDS相對(duì)于ECL、PECL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。LVDS的恒流源模式低擺幅輸出使得LVDS能高速驅(qū)動(dòng)，對(duì)于點(diǎn)到的連接，傳輸速率可達(dá)800Mbps，同時(shí)LVDS低噪聲、低功耗，連接方便，實(shí)際中使用較多。LVDS的驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)通常為3.5mA的恒流源驅(qū)動(dòng)對(duì)差分信號(hào)線組成。接收端有一個(gè)高的直流輸入阻抗，幾科全部的驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)10Ω的終端電阻，在接收器輸入端產(chǎn)生約350mV電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)反轉(zhuǎn)時(shí)，流經(jīng)電阻的電流方向改變，此時(shí)在接收端產(chǎn)生有效的邏輯狀態(tài)。圖5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸?shù)牟ㄐ螆D。在仿真時(shí)設(shè)置仿真頻率為66MHz理想方波，傳輸距離為508mm，差分對(duì)終端接100Ω負(fù)載匹配傳輸線的差分阻抗。從仿真結(jié)果看，LVDS接收端的波形除了有延遲外，波形保持完好。

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(shuō)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?shù)谋Ｐ瓮ǖ溃?/p>

克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

原因在于：對(duì)應(yīng)某個(gè)數(shù)字信號(hào)，如果其傳輸線設(shè)計(jì)不當(dāng)而在某些位置出現(xiàn)阻抗突變，則信號(hào)在此處會(huì)發(fā)生反射，反射的信號(hào)向著與信號(hào)傳輸方向相反的方向傳輸，若再遇到阻抗突變，會(huì)再次發(fā)生反射，信號(hào)與反射信號(hào)疊加在信號(hào)采集處，會(huì)影響采集器對(duì)信號(hào)的判斷。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)，該數(shù)字信號(hào)相對(duì)該傳輸線就是高速信號(hào)。 高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)問(wèn)題；智能化多端口矩陣測(cè)試高速信號(hào)傳輸熱線

高速信號(hào)傳輸用串行還是并行。通信高速信號(hào)傳輸一致性測(cè)試

（4）保形傳輸保形傳輸是指電信號(hào)在傳輸通道上進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中，其信號(hào)失真度被控制在一定范圍內(nèi)，使得信號(hào)接收器能夠正確接收該信號(hào)。我們開(kāi)發(fā)電子設(shè)備，其中一項(xiàng)重要工作是為所有的電信號(hào)設(shè)計(jì)合適的傳輸通道，以確保電信號(hào)在傳輸通道上進(jìn)行保形傳輸。電子設(shè)計(jì)工程師在開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品時(shí)，對(duì)于模擬信號(hào)傳輸，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是要確保模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中基本無(wú)失真；對(duì)于數(shù)字信號(hào)傳輸，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是要確保數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中，其失真度保持在一定范圍內(nèi)，使得信號(hào)接收器能夠正確識(shí)別。我們可以用交通運(yùn)輸作為類比來(lái)理解信號(hào)傳輸?shù)母拍睢．?dāng)談到交通運(yùn)輸?shù)母拍顣r(shí)，我們不但顯性地指明交通工具，如汽車、火車、高速列車或飛機(jī)，也隱性地提及與交通工具相對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸通道，如公路、鐵路、高速鐵路或空中航道。交通工具與運(yùn)輸通道構(gòu)成完整的交通運(yùn)輸概念，脫離開(kāi)交通工具談?wù)摻煌ㄟ\(yùn)輸沒(méi)有實(shí)際意義，脫離運(yùn)輸通道談?wù)摻煌ㄟ\(yùn)輸也沒(méi)有實(shí)際意義，如汽車運(yùn)輸是指汽車和與之對(duì)應(yīng)的公路或高速公路，火車運(yùn)輸是指火車和與之對(duì)應(yīng)的鐵路，高鐵運(yùn)輸是指高速火車和與之對(duì)應(yīng)的高速鐵路，飛機(jī)運(yùn)輸是指飛機(jī)和與之對(duì)應(yīng)的空中航道。交通工具與運(yùn)輸通道是相互匹配的。通信高速信號(hào)傳輸一致性測(cè)試