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信号完整性系列之“高速信号的界定”

硬件助手 2020-09-21 00:00
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什么是高速信号？多高速率算是高速信号？高速信号的定义是什么？我们先来看一些 五花八门的定义：

  • 凡是大于50MHz的信号，就是高速信号。

  • 信号上升/下降沿小于50ps的就是高速信号。

  • 当走线的延迟大于信号上升时间的1/2时，是高速信号。

  • 当走线的延迟大于信号上升时间的1/3时，是高速信号。

  • 当走线的延迟大于信号上升时间的1/4时，是高速信号。

  • 当走线的延迟大于信号上升时间的1/5时，是高速信号。

  • 当走线的延迟大于信号上升时间的1/6时，是高速信号。

  • 当走线的延迟大于信号上升时间的1/8时，是高速信号。

  • 当走线的长度大于信号最高频率对应波长的1/4时，是高速信号。

  • 当走线的长度大于信号最高频率对应波长的1/6时，是高速信号。

  • 当走线的长度大于信号最高频率对应波长的1/10时，是高速信号。

  • 当走线的长度大于信号最高频率对应波长的1/16时，是高速信号。

  • 信号沿传输路径发生了严重趋肤效应和电离损耗的就是高速信号。



那么，高频信号和高速信号之间究竟有没有联系呢？
信号频率变高时，对应的建立时间和保持时间也会随之改变，为了保证足够的有效信号宽度，上升时间、下降时间都会随之变小。
高频≠高速，但是频率升高会带来高速问题，是充分条件而非必要条件。不能仅仅从频率上判断是否是高速信号，而应该分析其包含的高频分量，其实就是边沿速率。
决定信号完整性问题严重程度的是上升时间、下降时间，而不是频率。如果在确保正确的电气连接的前提下，电路仍不能稳定的高性能工作，还需要进行特殊的布局、布线、匹配、屏蔽等处理，那么这属于高速信号，这就是高速设计。


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