多端口矩阵测试高速信号传输热线

1.1高速信号传输工程化技术问题

当前，无论是消费类电子产品、商用类电子产品，还是电子产品，其处理能力均达到了较高的水平，尤其是一些具有标志性的技术指标，如处理器主频已经达到GHz，其中的某些电信号传输速率已达到Gbps以上。如苹果手机iPhoneX，搭载2.4GHz处理器和3GB内存，提高了系统运行的效率，操作起来更加快速、便捷，其接口信号速率达到480Mbps；而苹果笔记本MacBookPro，其处理器为六核IntelCPU，主频达2.6GHz，以太网口信号传输速率可达1Gbps；又如航空机载显示控制计算机，其处理器主频一般为GHz级，DVI视频信号传输速率高达1.65Gbps。 高速信号传输用串行还是并行；多端口矩阵测试高速信号传输热线

在实际的PCB布线时，如果由于产品结构的需要，不能缩短信号线长度时，应采用差分信号传输。差分信号有很强的抗共模干扰能力，能延长传输距离。差分信号有很多种，如ECL、PECL、LVDS等，表1列出LVDS相对于ECL、PECL系统的主要特点。LVDS的恒流源模式低摆幅输出使得LVDS能高速驱动，对于点到的连接，传输速率可达800Mbps，同时LVDS低噪声、低功耗，连接方便，实际中使用较多。LVDS的驱动器由一个通常为3.5mA的恒流源驱动对差分信号线组成。接收端有一个高的直流输入阻抗，几科全部的驱动电流流经10Ω的终端电阻，在接收器输入端产生约350mV电压。当驱动状态反转时，流经电阻的电流方向改变，此时在接收端产生有效的逻辑状态。图5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信号转换成差分信号，进行长距离传输的波形图。在仿真时设置仿真频率为66MHz理想方波，传输距离为508mm，差分对终端接100Ω负载匹配传输线的差分阻抗。从仿真结果看，LVDS接收端的波形除了有延迟外，波形保持完好。解决方案高速信号传输USB测试高速信号通常采用什么形式传输；

例如，分辨率为UXGA（1600×1200）的DVI信号，其信号传输速率为1.625Gbps，当该信号在FR4材料的PCB上传输时，其信号带宽波长为：3×10+8÷（4）1/2÷（1.625×10+9×5）≈0.02（m）=20mm，其中，FR4材料的相对介电常数为4。当DVI信号在PCB上传输时，传输通道长度大于1/4带宽波长，即5mm时，就必须被当作高速信号传输。对于模拟信号，信号在传输过程中可以被衰减，但不可以因被叠加较大噪声而使信号失真太多，也不允许信号在传输过程中因传输通道某处阻抗的突变太大引起较严重的反射现象。因此，模拟信号传输被看作高速信号传输，且与信号传输通道的长度无关。

注意

在电子设计中，以高速信号传输代替高速信号设计的概念或高速电路设计的概念才能正确处理信号的保形传输问题。以信号传输速率的高低，或以信号的上升时间或下降时间的大小区分信号是高速还是低速是不科学的，这也是部分电子设计工程师对高速信号传输的误解，必须同时考虑信号的传输速率与信号传输通道的长度。

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原因在于：对应某个数字信号，如果其传输线设计不当而在某些位置出现阻抗突变，则信号在此处会发生反射，反射的信号向着与信号传输方向相反的方向传输，若再遇到阻抗突变，会再次发生反射，信号与反射信号叠加在信号采集处，会影响采集器对信号的判断。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，该数字信号相对该传输线就是高速信号。 高速信号传输的传输通道；

（4）保形传输保形传输是指电信号在传输通道上进行传输的过程中，其信号失真度被控制在一定范围内，使得信号接收器能够正确接收该信号。我们开发电子设备，其中一项重要工作是为所有的电信号设计合适的传输通道，以确保电信号在传输通道上进行保形传输。电子设计工程师在开发电子产品时，对于模拟信号传输，其设计目标是要确保模拟信号在传输过程中基本无失真；对于数字信号传输，其设计目标是要确保数字信号在传输过程中，其失真度保持在一定范围内，使得信号接收器能够正确识别。我们可以用交通运输作为类比来理解信号传输的概念。当谈到交通运输的概念时，我们不但显性地指明交通工具，如汽车、火车、高速列车或飞机，也隐性地提及与交通工具相对应的运输通道，如公路、铁路、高速铁路或空中航道。交通工具与运输通道构成完整的交通运输概念，脱离开交通工具谈论交通运输没有实际意义，脱离运输通道谈论交通运输也没有实际意义，如汽车运输是指汽车和与之对应的公路或高速公路，火车运输是指火车和与之对应的铁路，高铁运输是指高速火车和与之对应的高速铁路，飞机运输是指飞机和与之对应的空中航道。交通工具与运输通道是相互匹配的。高速信号传输的信号完整性；多端口矩阵测试高速信号传输热线

高速信号传输技术的简单性；多端口矩阵测试高速信号传输热线

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。 多端口矩阵测试高速信号传输热线