高频≠高速，一文教你判断高速信号

和以往相比，当前的电子产品设计，需要更加关注高速信号的设计与实现，而PCB设计是高速信号最终得以保证信号质量并实现系统功能的关键设计环节。本文，我们主要来了解下什么是高速信号及高速信号PCB设计流程。

高速信号的判断

什么是高速信号？如何判断高速信号？Cadence公司对此做了定义：

1.凡是大于50MHz的信号，就是高速信号
2.信号是否高速和频率没有直接关系，而是信号上升/下降沿小于50ps时就认为是高速信号
3.当信号所在的传输路径长度大于1/6λ，信号被认为是高速信号
4.当信号沿着传输路径传输，发生了严重的趋肤效应和电离损耗时，被认为是高速信号

可见，虽然频率升高会带来高速问题，但：高频≠高速。因此，不能仅仅从频率上判断是否是高速信号，而应该分析其包含的高频分量，其实就是边沿速度。

周期信号及频谱分布

如果在确保正确的电气连接的前提下，电路仍不能稳定的高性能工作，而需要进行特殊的布局、布线、匹配、屏蔽等处理，那么，这就是“高速”设计。

高速信号PCB设计流程

传统的PCB设计方式不关注PCB设计规则的前期仿真分析与制定，从原理图到PCB的设计实现没有高速信号规则约束，这样的传统设计方式在当前的高速信号产品研发体系中已经不可行，造成的后果一般是多次无效投板加工、不断测试优化与返工设计，造成研发周期变长、研发成本居高不下。

目前的高速信号PCB设计流程为：高速信号前仿真分析→电路板布局设计→电路板布线设计。

（1）高速信号前仿真分析

根据硬件电路模块划分与结构初步布局，仿真评估关键高速信号质量是否过关，如果不过关则需要修改硬件模块架构甚至系统架构；仿真信号质量通过的情况下，给出电路板大体模块布局方案及高速信号拓扑结构与设计规则。

（2）电路板布局设计

（3）电路板布线设计

根据电路板实际布线的情况，如果与前仿真制定的设计规则有出入，则需要再次仿真分析高速信号质量是否满足要求，例如：电路板线路布线密度过高、实际设计的线宽比前仿真设计规则要小、可能造成高速信号线路损耗过大、接收端信号幅度不满足芯片输入要求而导致电路板功能无法实现。

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