工程師經(jīng)驗(yàn)分享：高頻電路與高速電路的區(qū)別

高速電路通常指數(shù)字電路的運(yùn)算速度很快，這與數(shù)字電路需要的時(shí)鐘脈沖頻率有關(guān)，這些脈沖為矩形脈沖波。高頻電路一般說(shuō)的是無(wú)線(xiàn)電電波頻率，這是正旋波，一般無(wú)線(xiàn)電波的發(fā)射和接收電路都稱(chēng)高頻電路，高頻電路有時(shí)是相對(duì)的，比如電視機(jī)的中頻實(shí)際上比收音機(jī)的高頻電路工作頻率更高。


對(duì)高頻和高速電路沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)分，僅僅是針對(duì)不同的設(shè)計(jì)問(wèn)題，人為劃分的一個(gè)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(dāng)今電子工程師們經(jīng)常提及的一個(gè)名詞，但究竟什么是高速電路？這的確是一個(gè)“熟悉”而又“模糊”的概念。而事實(shí)上，業(yè)界對(duì)高速電路并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義，通常對(duì)高速電路的界定有以下多種看法：有人認(rèn)為，如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過(guò)45MHZ~50MHZ，而且工作在這個(gè)頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個(gè)電子系統(tǒng)一定的份量（比如說(shuō)１／３），就稱(chēng)為高速電路；也有人認(rèn)為高速電路和頻率并沒(méi)有什么大的聯(lián)系,是否高速電路只取決于它們的上升時(shí)間；還有人認(rèn)為高速電路就是我們?cè)缧┠隂](méi)有接觸過(guò),或者說(shuō)能產(chǎn)生并且考慮到趨膚效應(yīng)的電路；更多的人則對(duì)高速進(jìn)行了量化的定義，即當(dāng)電路中的數(shù)字信號(hào)在傳輸線(xiàn)上的延遲大于1/2上升時(shí)間時(shí)，就叫做高速電路。最后的定義為大部分設(shè)計(jì)者所接受。

此外，還有一個(gè)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(duì)于高頻，很多人的理解就是較高的信號(hào)頻率，雖然不能說(shuō)這種看法有誤，但對(duì)于高速電子設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，理解應(yīng)當(dāng)更為深刻，我們除了關(guān)心信號(hào)的固有頻率，還應(yīng)當(dāng)考慮信號(hào)發(fā)射時(shí)同時(shí)伴隨產(chǎn)生的高階諧波的影響，一般我們使用下面這個(gè)公式來(lái)做定義信號(hào)的發(fā)射帶寬，有時(shí)也稱(chēng)為EMI發(fā)射帶寬：

F=1/(Tr*π), F是頻率（GHz）；Tr(納秒)指信號(hào)的上升時(shí)間或下降時(shí)間。

通常當(dāng)F>100MHz的時(shí)候,就可以稱(chēng)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(hào)頻率的高低,而主要是取決于上升沿和下降沿。根據(jù)這個(gè)公式可以推算,當(dāng)上升時(shí)間小于3.185ns左右的時(shí)候,我們認(rèn)為是高頻電路。

總的說(shuō)來(lái)，如果一定要給“高速電路”和”高頻電路”比較出一個(gè)區(qū)別來(lái)，那就是高速電路主要看信號(hào)的上升/下降時(shí)間和傳輸線(xiàn)延遲的關(guān)系，當(dāng)然可能是大于1/2上升時(shí)間，也可能是1/4、1/6或1/8，根據(jù)不同的應(yīng)用而定。 而對(duì)于高頻電路的定義，主要看其邊沿產(chǎn)生的頻譜，是信號(hào)本身的特征，而不考慮傳輸線(xiàn)的因素。當(dāng)然發(fā)射帶寬是超過(guò)100M、500M、還是1GHz，這個(gè)也沒(méi)有嚴(yán)格的定義，根據(jù)不同的應(yīng)用而定。