1导论2026/5/71.1基本概念①高速数字设计(High-Speed Digital Design)强调被动元件的特性及其对电路性能的影响 包括导线、印制电路板以及集成电路封装等等高速数字设计研究被动元件如何影响信号传输 (振铃和反射) 信号之间的相互作用(串扰)②信号完整性 (Signal Integrity以下简称 SI)指信号在信号线上的质量。 信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候具有所必需达到的电压电平数值信号完整性是保证系统稳定的基础分析讨论系统信号完整性是非常必要的。1.2理想数字信号在我们研究数字信号时通常会关注以下参数参数含义VOH输出高电平VOL输出低电平VIH输入高电平VIL输入低电平VT阀值电平VOHmin输出高电平最小值VOLmax输出低电平最大值IHmin输入高电平最小值ILmax输入低电平最大值IOL输出低电平电流IOH输出高电平电流1.2.1 TTL信号TTL电平信号规定5V等价于逻辑“1”0V等价于逻辑“0”(采用二进制来表示数据时)。这样的数据通信及电平规定方式被称做TTL晶体管-晶体管逻辑电平信号系统。这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。源自百度百科1.2.2 CMOS信号CMOS电平是指在互补金属氧化物半导体CMOS技术中使用的逻辑电平CMOS电路是电压控制器件 。其逻辑高电平电压接近于电源电压逻辑低电平接近于0V而且具有很宽的噪声容限。CMOS器件通常能在较宽的电源电压范围内工作并具有极低的静态功耗。源自百度百科参数TTL电平CMOS电平VCC5VCMOS电平VCC3.3VVOHmin2.4V4.44V2.4VVOLmax0.4V0.5V0.4VVT1.5V±30mV2.5V1.5V1.3波形失真波形失真Distortion)又称畸变, 指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。在理想的放大器中输出波形除放大外应与输入波形完全相同但实际上不能做到输出与输入的波形完全一样这种现象叫失真。一句话概括就是接收端看到的信号不是发送端发出的理性信号失真主要分为线性失真和非线性失真二者的根本区别时线性失真不产生新频率非线性失真会产生新频率。1.3.1线性失真由线性电抗元件电容、电感引起系统输入输出仍满足线性关系。特点不改变信号原有频率种类只改变各频率分量的幅度比例和相位关系。是否产生的新频率没有。典型表现波形形状改变如方波变圆角常见于幅度失真高低频放大不匀和相位失真传输延时差异。处理方式可通过相位均衡、幅度均衡电路修正。1.3.2非线性失真由非线性元件如晶体管、二极管引起输出与输入不成正比。特点产生输入信号中没有的新的频率分量谐波、互调产物。是否产生的新频率有2次、3次谐波等或两个频率的和频、差频。典型表现波形出现额外突起或削顶。常见于谐波失真THD例如正弦波变“尖”和互调失真IMD例如两个不同频率信号互相调制。处理方式无法完全消除只能通过负反馈、选择线性区来降低。