河南自动化高速信号传输

①高速信号是需要对其传输线进行设计，以确保在传输过程中其波形失真度可以接受的那些信号。模拟信号传输都应该看作高速信号传输，数字信号如果其传输线长度大于该数字信号有效比较高谐波（一般为基频的3~5倍）波长的1/4，该数字信号相对该传输线就是高速信号。

②信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是高速信号传输所涉及的三大支撑技术。

③信号完整性表示信号的质量在经过传输通道传输后仍保持相对良好，需要为各种信号选择设计合适的信号传输通道，使得高速信号传输的电信号能够保形传输。

④电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好，选择和设计良好的电源转换装置、中远距电源供电中继电容器、近距电源供电中继电容器和电源信号传输通道是保证电源完整性的基本要求。

⑤电磁兼容性表示电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不对其他电子系统和设备造成干扰 高速信号传输的界定标准；河南自动化高速信号传输

高速信号传输——电源完整性供电

电源系统完好性

供电传输线完好性

供电中继系统完好性

高速信号传输——电磁兼容

电磁兼容定义

（1）设备中的信号的传输都能够抵抗本设备的干扰和外部的干扰

（2）设备中的信号的传输都不应当产生能够干扰本设备和外部设备工作

高速信号的传输的工程化技术

系统级电磁屏蔽

信号级电磁屏蔽

各种信号或者供电传输线的电磁屏蔽

信号和电源的滤波的技术

系统级电磁屏蔽技术

（1）机箱屏蔽

（2）电缆屏蔽

（3）连接器屏蔽

信号级电磁屏蔽技术

把传输线上的信号作为电磁屏蔽信号（即干扰源）
河南自动化高速信号传输高速信号是需要对其传输线进行设计；

2）传输通道在本书中，传输通道专指电信号的有线传输通道。电信号的传输通道是指由电信号的传输路径和其返回路径共同构成的线路。需要特别强调的是，传输通道包括信号的传输路径线路和该信号的返回路径线路两个相互依存的部分，二者缺一不可。

（3）信号传输在本书中，信号传输专指电信号的信号传输。我们把电信号和它的传输通道一起称为信号传输。对于信号传输的概念而言，电信号和其传输通道是相互依存的，二者缺一不可。脱离电信号的传输通道讨论信号传输是无意义的，同样地，脱离传输通道上的电信号讨论信号传输也是无意义的，对高速信号传输来说更是如此。

阻抗匹配高速数字信号的阻抗匹配非常关键，如果匹配不好，信号会产生较大的上冲和下冲现象，如果幅度超过了数字信号的阈值，就会产生误码。阻抗匹配有串行端接和并行端接两种，由于串行端接功耗低并且端接方便，实际工作中一般采用串行端接。以下利用Hyperlynx仿真工具对端接电阻的影响进行了分析。以74系列建立仿真IBIS模型如图1所示。仿真时选择一个发送端一个接收端，传输线为带状线，设置线宽0.2mm和介电常数为4.5(常用的FR4材料)，使传输线的阻抗为51.7Ω。设置信号频率为50MHz的方波，串行端接电阻Rs分别取0Ω、33Ω和100Ω的情况，进行仿真分析，高速信号传输用串行还是并行；

由天线原理可知，如果反射点恰好处于信号某个有效谐波波长的1/4处，则在该段传输线上任意位置入射信号和反射信号的相位相同，电流方向相反，信号幅值叠加，该段传输线构成射频发射天线。因此，一般情况下，如果其传输线长度大于该数字信号有效比较高谐波（一般为基频的3~5倍）波长的1/4时，则该数字信号相对该传输线就是高速信号。值得注意的是，数字信号是否为高速信号，除了与信号的频率有关，还与传输它的线路长度有关。

注意

信号传输是否为高速信号传输，不但取决于数字信号的带宽波长（等价于数字信号的速率），还取决于信号传输线的长度。数字信号的传输速率和其传输通道的长度是高速信号传输的两个不可分割的组成部分。例如，传输速率为1Mbps的RS-422信号在双绞屏蔽电缆上传输时，信号带宽为5×1MHz。信号带宽波长λ为3×108÷（4）1/2÷（1×106×5）=30（m）。假设电缆材料的相对介电常数为4，只有当RS-422信号传输通道长度大于7.5m时，才可以被当作高速信号传输。 高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失；河南自动化高速信号传输

高速信号传输技术的内涵 高速信号和处理需要考虑三部分设计；河南自动化高速信号传输

2.3.3信号完整性的意义

只要有信号的传输，就存在信号的完整性问题。归纳起来，信号完整性问题存在于以下三个层面。

①系统级信号完整性问题：进行设备与设备电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。

②板级信号完整性问题：进行电子模块上器件与器件电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。

③芯片级信号完整性问题：进行集成电路内部晶体管与晶体管电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。信号完整性是电子系统或设备研发必须满足的底线。如果某电子系统或设备中的任何一个电信号在传输过程不能保证其波形的完整性，接收端接收到信号后就不能作出正确解释，从而使系统或设备的功能因信号解释失误而导致失效，该电子系统或设备就不是一个功能和性能可靠的电子产品了 河南自动化高速信号传输

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