什么是高速信号看了就知道

信号完整性可以分为狭义和广义，狭义信号完整性主要关注传输线上的信号质量，广义信号完整性则既包括了侠义信号完整性，也包含电源完整性以及电磁干扰等相关的内容。

从狭义上来说通常我们需要考虑信号完整性的信号，也就是常说的高速信号。因此在判断一个信号是否会遇到SI相关问题的时候，首先是要确定这个信号算不算高速信号。

针对高速信号的定义，网上有多种不同的说法。比如：

频率大于50MHZ的信号；

需要考虑趋肤效应带来的影响时的信号；

边沿时间小于100PS的信号；

上升时间小于6倍信号的传输延时；

这些说法都有一定的道理，相对而言最合理的应该是上升时间小于6倍信号传输延时。这里面信号的上升时间可以通过IBIS模型或是数据手册获取（通常信号的上升时间取电平幅度值从10%上升到90%的时间范围，在IBIS模型中给出的上升时间取的是电平幅度变化值的20~80%）。而传输延时则可以按照总长度除信号传播速度进行计算，传输速度简易近似值约为6mil/ps。

为此我们在这里设计了两个小实验，利用最常见的阻抗不匹配产生反射，并查看反射造成的影响来验证这条经验公式。

01 实验1：同等的边沿时间，不同的传输距离 第一组实验中，信号的边沿时间都是100ps，传输长度分别是60mil和600mil，根据传输速度进行计算。当长度为60mil，传输延时是10ps，10（传输延时）*6<100（信号边沿时间），因此不构成高速信号的条件。当长度为600mil，传输延时是100ps，100（传输延时）*6>100（信号边沿时间），此时构成高速信号的条件。

分别放置A和B两个观测点，观测波形。可以明显的看到，当不用作为高速信号考虑的时候（波形A），阻抗带来的影响没有表现出来。而满足高速信号的条件后，测试的阻抗问题会带来明显的影响（波形B）。

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实验二:同等传输距离，不同的信号边沿时间

第二组实验我们将走线的长度同样调整为600mil（传输延时约100PS），不同之处在于，作为对比的C和D两个信号的边沿上升时间分别为100ps与1000ps。同样根据我们的计算公式，对于C信号：100*6>100，满足高速信号的定义。对于D信号：100*6<1000，不满足高速信号的定义。

对于结果也是在预料之中，满足高速信号定义的，阻抗不匹配带来明显反射。不满足高速信号定义的，信号受到的影响很小。

03 实验总结

当一个信号不满足高速信号的定义时，很多引起信号质量问题的因素都可以忽略。这也是为什么在早期的电路中没有信号完整性这个概念，早期的器件由于生产工艺等多种原因，决定了信号的边沿上升时间缓慢，达不到需要考虑传输线效应的地步。

而判断是否属于高速信号，使用的是边沿时间，而不是更为大家接受的频率。这是因为高频不一定等于高速，同样，低频信号也不能完全忽略它不会产生信号完整性的问题。比如一个30MHZ的信号，如果其上升沿非常陡峭，达到了我们关于高速信号的定义，一样需要注意其信号完整性的问题。

之所以一再强调边沿时间，是由于信号中的低频分量主要影响信号的幅度，而高频分量影响边沿。一个信号的边沿越陡峭，其含有的高频分量也就越多。