经过前面的研讨咱们我们都知道数字信号的频谱是散布很宽的,其最高的频率重量规模首要依据信号的上升时间而不单单是数据速率。当这样高带宽的数字信号在传输时,所面对的第一个应战便是传输通道的影响。
真实的传输通道如PCB、电缆、背板、连接器等的带宽都是有限的,这就会把原始信号里的高频成分销弱或彻底滤掉,高频成分丢掉后在波形上的体现便是信号的边缘变缓、信号上呈现过冲或许震动等。
别的,依据法拉第规律,改动的信号跳变会在导体内发生涡流以抵消电流的改动。电流的改动速率越快(对数字信号来说相当于信号的上升或下降时间越短),导体内的涡流越激烈。当数据速率到达约1Gb/s以上时,导体内信号的电流和感应的电流根本彻底抵消,净电流仅被约束在导体的表面上活动,这便是趋肤效应。趋肤效应会增大损耗并改动电路阻抗,阻抗的改动会改动信号的各次谐波的相位联系,然后形成信号的失真。
除此以外,最常用来制作电路板的FR-4介质是玻璃纤维编织成的,其均匀性和对称性都比较差,一起FR-4资料的介电常数还和信号频率有关,所以信号中不同频率重量的传输速度也不相同。传输速度的不同会促进改动信号中各个谐波成分的相位联系,然后使信号愈加恶化。
因而,当高速的数字信号在PCB上传输时,信号的高频重量因为损耗会被销弱,各个不同的频率成分会以不同的速度传输并在接纳端再叠加在一起,一起又有一部分能量在阻抗不接连点如过孔、连接器或线宽改动的当地发生屡次反射,这些效应的组合都会严峻改动波形的形状。要对这么杂乱的问题做多元化的剖析是一个很大的应战。
值得注意的一点是,信号的起伏衰减、上升/下降时间的改动、传输时延的改动等许多要素都和频率重量有关,不同频率重量遭到的影响是不相同的。而对数字信号来说,其频率重量又和信号中传输的数字符号有关(比方0101的码流和0011的码流所代表的频率重量就不相同),所以不同的数字码流在传输中遭到的影响都不相同,这便是码间搅扰ISI(inter-symbol interference ISI)。
注:关于传输通道影响以及ISI的概念也能够学习自己刚出书的《高速数字接口原理与测验攻略》一书。