高速信號與高頻信號有何區(qū)別?
對高頻和高速電路沒有嚴格的區(qū)分,僅僅是針對不同的設計問題,人為劃分的一個大概的范疇。以下是我以前整理的一些理解。
“高速電路”已經(jīng)成為當今電子工程師們經(jīng)常提及的一個名詞,但究竟什么是高速電路?
這的確是一個“熟悉”而又“模糊”的概念。
而事實上,業(yè)界對高速電路并沒有一個統(tǒng)一的定義,通常對高速電路的界定有以下多種看法:有人認為,如果數(shù)字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHZ-50MHZ,而且工作在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3),就稱為高速電路;
也有人認為高速電路和頻率并沒有什么大的聯(lián)系,是否高速電路只取決于它們的上升時間;還有人認為高速電路就是我們早些年沒有接觸過,或者說能產(chǎn)生并且考慮到趨膚效應的電路;更多的人則對高速進行了量化的定義,即當電路中的數(shù)字信號在傳輸線上的延遲大于1/2上升時間時,就叫做高速電路。最后的定義為大部分設計者所接受。
此外,還有一個容易產(chǎn)生混淆的是“高頻電路”的概念,“高頻”和“高速”有什么區(qū)別呢?
對于高頻,很多人的理解就是較高的信號頻率,雖然不能說這種看法有誤,但對于高速電子設計工程師來說,理解應當更為深刻,我們除了關心信號的固有頻率,還應當考慮信號****時同時伴隨產(chǎn)生的高階諧波的影響,一般我們使用下面這個公式來做定義信號的****帶寬,有時也稱為EMI****帶寬:
F=1/(Tr*π), F是頻率(GHz);Tr(納秒)指信號的上升時間或下降時間。
通常當 F>100MHz的時候,就可以稱為高頻電路。所以,在數(shù)字電路中,是否是高頻電路,并不在于信號頻率的高低,而主要是取決于上升沿和下降沿。根據(jù)這個公式可以推算,當上升時間小于3.185ns左右的時候,我們認為是高頻電路。
總的說來,如果一定要給“高速電路”和"高頻電路”比較出一個區(qū)別來,那就是高速電路主要看信號的上升/下降時間和傳輸線延遲的關系,當然可能是大于1/2上升時間,也可能是1/4、1/6或1/8,根據(jù)不同的應用而定。而對于高頻電路的定義,主要看其邊沿產(chǎn)生的頻譜,是信號本身的特征,而不考慮傳輸線的因素。當然****帶寬是超過100M、500M、還是1GHz,這個也沒有嚴格的定義,根據(jù)不同的應用而定。
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