高速与高频

meng_liu · 发表于 2018-7-19 10:38

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高速与高频的区别：高频是指震荡的比较快，频率很高；高速则侧重于信号边沿很快，可以与传播路径的延时相比。两者具有交集，但是侧重点不同，高频比较倾向于我们说的射频信号(RF)，高速则只是针对数字信号的。
例如FM无线电80Mhz调频信号，Bluetooth，Wifi工作频率2.4Ghz，震荡频率比较快，我们都可以认为是高频信号范畴，只不过后者有区分的叫射频，这些信号的特点就是震荡周期快(比较接近正弦波)，信号集中在有限带宽内(频谱集中)，一般都做载波信号。
一般频率在几十兆赫兹以上的数字信号都可以认为高速信号，信号边沿时间相对于总的走线延时比较小，信号会受反射影响，这些信号的特点是，信号比较接近方波(或梯形波)，边沿比较快，谐波成分丰富，信号带宽较宽。
例如：PCI信号33Mhz,信号边沿30ns，假设边沿时间接近信号的1/10，即3ns，PCB走线传播速度1ns=6in，所以走线到3ns*6in/ns=18in就可以观察到明显的反射现象，实际中反射信号是往返于走线上的，所以9in反射就已经很明显了。
设计要点：
高频信号：走线要加宽，走线上有较多阻容器件分布，RF信号一般具有阻抗要求，需要隔层参考。走线加宽的目的：走线上有较多阻容器件分布，pads比较宽，加宽走线可以减小pads引入的阻抗不连续(或寄生电容)，一般15mil-20mil为宜；另外加宽走线也可以减小走线引入的损耗。
高速信号：阻抗要受控，参考面要连续，要注重回路电流的设计。阻抗受控是高速设计的基本要求；参考面连续及回路设计是高速信号设计中容易被忽略的地方，也是最容易出问题的地方，依据设计经验，切换参考面会造成辐射增加，EMI问题严重，信号达到100Mbps时，切换参考面将会影响到信号质量和时序，信号达到400Mbps时，将会导致信号质量和时序失效。