点我咨询 15919860203 产品中心 mobile
  • 移动手机信号放大器-理解信号上升沿与带宽的关系
  • 添加时间:2019/8/26 10:23:33  文章作者:移动手机信号放大器  文章来源:移动手机信号放大器

信号的上升时间,对于理解信号完整性问题至关重要,高速pcb设计中的绝大多数问题都和它有关,,很多信号完整性问题都是由信号上升时间短引起的,你必须对他足够重视。

 

信号上升时间并不是信号从低电平上升到高电平所经历的时间,而是其中的一部分。对于信号上升时间通常有两种:第一种定义为10-90上升时间,即信号从高电平的10%上升到90%所经历的时间。另一种是20-80上升时间,即信号从高电平的20%上升到80%所经历的时间。两种都被采用。

 

移动手机信号放大器-理解信号上升沿与带宽的关系

 

带宽是指被测信号幅值衰减到0.707倍时对应的频带宽度。幅度的平方即为功率,平方后为0.5倍,带宽也即功率衰减到一半时的频带宽度。

 

重要的是我们必须建立这样的概念:上升时间对电路性能有重要的影响,只要小到某一范围,就必须引起注意,哪怕是一个很模糊的范围。没有必要精确定义这个范围标准,也没有实际意义。因此只需记住,现在的芯片加工工艺使得这个时间很短,已经到了ps级,你应该重视他的影响的时候了。

 

移动手机信号放大器-理解信号上升沿与带宽的关系

随着信号上升时间的减小,反射、串扰、轨道塌陷、电磁辐射、地弹等问题变得更严重,噪声问题更难于解决。

 

信号上升时间的减小,从频谱分析的角度来说,相当于信号带宽的增加,也就是信号中有更多的高频分量,正是这些高频分量才使得设计变得困难。互连线必须作为传输线来对待,从而产生了很多以前没有的问题。因此,学习信号完整性,你必须有这样的概念:信号陡峭的上升沿,是产生信号完整性问题的罪魁祸首。

 

对于数字电路,输出的通常是方波信号。方波的上升边沿非常陡峭,根据傅立叶分析,任何信号都可以分解成一系列不同频率的正弦信号,方波中包含了非常丰富的频谱成分。如下图周期性方波信号的傅里叶级数展开为

 

移动手机信号放大器-理解信号上升沿与带宽的关系

可以用实验来直观的分析方波中的频率成分,看看不同频率的正弦信号是如何叠加成为方波的。下图是7次谐波合成的波形,21次谐波合成的波形以及41次谐波合成的波形。这里可以直观的看到:叠加的谐波成分越多,波形就越像方波。

 

因此如果叠加足够多的谐波,我们就可以近似的合成出方波。下图是叠加到217次谐波后的波形。已经非常近似方波了,不用关心角上的那些毛刺,那是著名的吉博斯现象,这种仿真必然会有的,但不影响对问题的理解。这里我们叠加谐波的最高频率达到了21.7GHz。

 

移动手机信号放大器-理解信号上升沿与带宽的关系

谐波分量越多,上升沿越陡峭。或从另一个角度说,如果信号的上升边沿很陡峭,上升时间很短,那该信号的带宽就很宽。上升时间越短,信号的带宽越宽。红色是基频+3次谐波+5次谐波+7次谐波后的上升边沿,黑色是一直叠加到217次谐波后的波形上升边沿。

移动手机信号放大器-理解信号上升沿与带宽的关系

这里说一下,最终合成的方波,其波形重复频率就是100MHz。叠加谐波只是改变了信号上升时间。信号上升时间和100MHz这个频率无关,换成50MHz也是同样的规律。如果你的电路板输出数据信号只是几十MHz,你可能会不在意信号完整性问题。但这时你想想信号由于上升时间很短,频谱中的那些高频谐波会有什么影响?记住一个重要的结论:影响信号完整性的不是波形的重复频率,而是信号的上升时间。



别墅手机信号增强,移动手机信号放大器,手机信号增强器

别墅手机信号增强-WLAN信号桥秒变WiFi无线中继放大器

通信原理概述-别墅手机信号增强移动手机信号放大器

别墅手机信号增强-移动手机信号放大器有用吗

微室分系统厂家-中国未来或在建设水声通信设施

微室分系统厂家-全世界通信科技公司排名

基站暂时难建,手机信号增强设备放心用-移动手机信号放大器

GPRS电力抄表,别墅,移动手机信号放大器,增强器,5G卫星通信


新闻中心

疑难解答

15361695651(孙经理)

邮箱:15919860203@139.com

Copyright ©  深圳市安特纳杰通信技术有限公司版权所有