為了方便初次接觸高速信號(hào)的朋友們能快速入門，并應(yīng)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中。作者特地整理了高速電路設(shè)計(jì)中常見的一些知識(shí)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的工程性、實(shí)用性，能直接應(yīng)用到嵌入式硬件、手機(jī)等設(shè)計(jì)中。（有關(guān)詳細(xì)的知識(shí)點(diǎn)，持續(xù)關(guān)注信號(hào)完整性基礎(chǔ)的更新吧）

01 高速信號(hào)定義

（1）方波的傅里葉變換：周期信號(hào)可以分解為一系列余弦信號(hào)的疊加。波形邊沿越陡峭，諧波分量頻率越高。

反射的影響：反射會(huì)帶來過沖、振鈴、回溝等一系列現(xiàn)象，容易造成器件失效、邏輯判斷出錯(cuò)、EMI等問題。

圖1：方波的傅里葉變換

（2）什么時(shí)候需要考慮反射：只有當(dāng)走線的長(zhǎng)度達(dá)到高速信號(hào)定義時(shí)需要考慮反射（信號(hào)邊沿小于4~6倍的走線時(shí)延）。如果走線很短，產(chǎn)生的反射會(huì)被掩蓋在邊沿之中。

如下圖邊沿時(shí)間為0.1ns和0.3ns的信號(hào)在60mil和300mil走線不連續(xù)情況下的仿真結(jié)果。

圖2、3ADS仿真：不同邊沿和走線長(zhǎng)度對(duì)信號(hào)的影響

02 傳輸線阻抗和反射

（1）傳輸線：有信號(hào)回流的信號(hào)線，PCB常見微帶線、帶狀線、共面波導(dǎo)，同軸線，雙絞線。

圖4 ：傳輸線示意圖

信號(hào)在傳輸過程中每達(dá)到一個(gè)點(diǎn)，該處信號(hào)線和參考平面就會(huì)形成電場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生瞬間的小電流，這樣在信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，傳輸線的每一點(diǎn)都會(huì)等效成一個(gè)電阻，這就是傳輸線的特性阻抗。

簡(jiǎn)化公式：Z ≈sqrt( /C)

（3）信號(hào)在傳輸線傳播的過程中遇到阻抗不連續(xù)時(shí)造成部分信號(hào)回彈的現(xiàn)象，稱之為反射。

反射的影響：反射會(huì)帶來過沖、振鈴、回溝等一系列現(xiàn)象，容易造成器件失效、邏輯判斷出錯(cuò)、EMI等問題。

圖5 ：信號(hào)完整性問題示意圖