信号与电源完整性(1)

信号带宽:频谱中最高的有效正弦波频率分量值。

一 上升边与带宽的近似关系:BW = 0.35/RT

其中,BW表示带宽(单位为GHz),RT表示10%~90%上升边(单位为ns)。对于典型的10MHz的时钟信号,上升边一般为10ns,其带宽约为35MHz。

PS:为了减少电磁干扰,设计时应在所有信号中采用尽可能低的带宽。高于这个带宽时,谐波幅度就比1/f下降得快,对辐射得影响就会小一点。将带宽保持在最低值,辐射就会保持在最小值。带宽与信号的上升边直接有关

上升边与时钟周期的近似关系

一般假设上升边是时钟周期的7%,则带宽与时钟频率的关系为BWclock = 5 × Fclock

在这一假设前提下,时钟波形中典型的最高正弦波频率分量就是5次谐波。

三 互联的带宽

互联的带宽是指能被互联传输且未造成有效损耗的最高正弦波频率分量。

PS:一般而言,在实际中使用的“有效”指的是传输的频率分量幅度减小了3dB,也就是说幅度减小为入射值的70%。这就是经常提到的互联3dB带宽(举例:如果某互连线的3dB带宽约为8GHz,这意味着如果输入一个8GHz的正弦波,那么远端得到的信号幅度至多为原信号的70%,进一步讲,如果互连的带宽为8GHz,那么1GHz正弦波几乎100%传至互连的远端。如果理想方波传输通过该互连,则低于8GHz的各个正弦波分量都能被传输,传输前后的幅度大致相同;但高于8GHz的分量的幅度就会变得不再有效。一个上升边为1ps的信号,在经过互连传输后,其上升边可能为0.35/8GHz = 0.043ns,即43ps,这说明互连使上升边退化了。)

互联的带宽是对互连所能传输信号最短上升边的直接度量。

如果互连的带宽是1GHz,所能传输的最快边沿就是350ps,这就是互连的本征上升边

如果一个上升边为50ps的信号进入互连,则其输出时的上升边计算:

 PS:1.要使互连对信号上升边造成的附加量不超过10%,互连的本征上升边就要小于该信号上升边的50%

  2.从频域角度讲,为了较好的传输带宽为1GHz的信号,互连的带宽应至少为该信号带宽的2倍,即              2GHz

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