信号完整性之转折频率与带宽的关联.doc

信号完整性之转折频率与带宽的关联前面一篇文章提到过影响信号完整性的是dV/dt，不是频率，dV/dt是一种时域的描述，时域与频域是可以通过傅里叶变换进行相互转换的。1. 转折频率Fknee所以，在这里要引入一个将上升时间与频率联系在一起的重要概念：转折频率，转折频率的计算表达式为：其中，Fknee表示转折频率，Tr表示上升时间。这个值表示包含了信号能量95%的频谱的截至点。根据傅里叶变换，方波可以分解为无穷次正弦波的谐波叠加形式，方波的边沿即上升沿或下降沿越陡峭，其包含的谐波次数就越多，转折频率表示谐波能量累加占总能量95%的谐波次数值。由此可知，Fknee越高，就表示速度越高，速度越高转折频率就越高，从而将速度与频率联系到一起。通过这些理论学习，让我们能更加充分的理解，为什么CLK信号上升时间越短，高次谐波分量越大，对EMC的影响越大，因此我们在电路设计过程中在满足系统时序的前提下，应该尽量降低这些高频信号的上升时间。2. 另一个重要参数-带宽经常还会接触到另一个参数，是带宽。这个概念主要是因为从模拟领域转换到数字领域后，需要将频率响应转换成上升时间。具体来说，信号通过传输线时，可以看成是信号各频谱分量同时在传输线中传播，有些频谱分量会因为损耗而衰减掉，有些则会失真加强。到了接收端后，需要通过频谱分量响应重新生成信号，将频率响应转换为上升时间，这个时候就涉及到这个参数。所以，设备制造商通常会给出这个值告诉使用者设备的精度。例如，示波器制造商通常会给出每个垂直放大器标出最大工作带宽，以及探头标出相应的最大带宽，超过这个带宽的频谱分量会被舍弃掉。凭借经验，从时域图中测量10%到90%的上升时间可以得到与带宽近似关系表达式：BW=0.35/Tr。可以看出，BW与FKnee挺像的。