PCB高速信號(hào)的頻譜是怎樣的

標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)波形是梯形的周期數(shù)字脈沖，如圖1所示，脈沖周期為T；信號(hào)上升時(shí)間為tr；信號(hào)下降時(shí)間為tf。假設(shè)tr＝tf，高電平維持時(shí)間為to，定義數(shù)字脈沖寬度為τ＝to＋tr。

圖1 數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)

將此時(shí)鐘信號(hào)作傅里葉展開如下：

通過上式的傅里葉展開可以得到此時(shí)大致的時(shí)鐘信號(hào)離散頻譜，如圖2所示?？梢?a target="_blank">數(shù)字信號(hào)的頻譜并不局限于其時(shí)鐘頻率，而是覆蓋很寬的頻率范圍。例如，一個(gè)時(shí)鐘頻率為33 MHz的數(shù)字系統(tǒng)，它的三次諧波分量接近100 MHz。電路板上的元件、走線、封裝、連接器等互連結(jié)構(gòu)在33 MHz時(shí)可能不會(huì)帶來問題，但是對(duì)于100 MHz的諧波，趨膚效應(yīng)、傳輸線效應(yīng)開始出現(xiàn)，并影響信號(hào)的完整性。隨著頻率的升高，一段不起眼的導(dǎo)線、一個(gè)封裝引腳都可能像天線一樣輻射電磁波，帶來電磁兼容性問題。此外，系統(tǒng)互連對(duì)不同頻率的衰減不同，頻率越高，衰減越大，這就可能帶來信號(hào)波形退化等一系列問題。

圖2 時(shí)鐘信號(hào)的頻譜

來源：維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)