高速信号设计入门
高速信号传输线路的设计与优化
高速信号传输线路的设计与优化高速信号传输线路的设计与优化随着科技的发展，电子产品的更新换代越来越快，高速信号传输已经成为了电子设备设计中的一个重要部分。
高速信号传输可以有效提升电子设备的性能和可靠性，但同时也存在很多问题。
本文将从四个方面来介绍高速信号传输线路的设计与优化。
第一章传输线路的基本建模传输线路建模是高速信号传输的模拟设计的基础，是一个高度定量化问题。
它涉及到复数域上的微分方程与波动方程的求解，是基于各种传输线路结构的分布参数电路的模拟与仿真。
对于具体的信号传输线路而言，建模方法有多种，如有源传输线、单端传输线、双端传输线等，均需要进行相关的参数估计及电路分析。
第二章传输线路的信号完整性高速信号传输中，信号的完整性很重要，因为信号的传输要保证信号波形和幅度的准确性。
而传输线路的信号完整性又受到很多因素的影响。
有事噪声、反射、抖动、干扰等，而这些因素又与传输线路的等效电路参数、布线方式、易感干扰源和信号的生成方式相关联。
第三章传输线路的布线方式布线是高速信号传输中一个重要的环节，传输线路的布线方式直接决定了信号在电路中的传输路径，是整个系统中传输距离和损耗的主要来源。
在电路布线时，需要考虑信号的路径、走线的形状、电路的布局等因素，才能得到比较好的传输质量。
第四章传输线路的优化方法对于传输线路，存在很多优化方法。
其中比较常见的包括使用高速设计工具、采用优化的布线方式和使用更好的传输介质等。
此外，在线路设计和分析过程中，还可以采用三维电磁仿真软件进行模拟分析，以检测是否存在潜在的信号完整性问题，然后针对性地改进设计过程。
结论高速信号传输线路的设计与优化是一个有挑战性的任务。
设计者需要对信号的完整性、布线方式、线路参数等多个方面进行综合考虑。
在实际应用中，更多的需求和新的解决方案将推动设计者不断发掘、探索和创新。
SI知识--高速设计的基本知识
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Feecle 精品服务
2006-9-1
理想传输线
理想的传输线由两部分导体组成,导体的电 阻为零,无限延伸并均匀分布在横截面 中.
三种特性:
无限长; 信号在传输中不会变形; 信号在传输中不会衰减.
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怎样区分传输线
线足够的长使得信号在到达线的末端之前能够改 变它的逻辑电平. 当信号的上升时间小于6倍(一说4倍)信号传输 延时(电长度)时即认为信号是高速信号. 高速主要是看信号边沿和传输延时的比拟关系.
← w→
地平面 导线 介质 地平面
↓ h
t
h1
h
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几种PCB设计常用的传输线结构 (八)
不对称上下耦合
s ← w→
地平面 导线 介质 地平面
↓ t h1 h
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阻抗的控制
1,为什么要进行阻抗控制?
阻抗匹配不但可以消除信号的反射,还可以降低 串扰,EMI问题的发生.而阻抗匹配的前提是良好的 阻抗控制.
串扰与耦合机理
容性串扰的特点:
受害网络向远端和近端流动的电流的相位相反,向远端传播的电流 与侵害网络的跳变方向一致.
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串扰与耦合机理 危害:
波形畸变 噪声余量减少 上升时间变化 ......
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影响串扰的因素
信号的跃变时间(Tr ,Tf)与频率 器件的电压扇出 PCB上的线耦合 电源,地层与信号层间距 相邻信号层间距 线间距与并行走线长度 回流耦合路径 PCB材料 信号的耦合模式
高速设计要点
第一章基础知识1.1 时间与频率a、数字脉冲大部分能量集中在转折频率以下：F knee=0.5/T rFknee-转折频率，数字脉冲的大部分能量集中在该频率以下。
T r- 脉冲上升时间。
任何数字信号的重要时域特性主要由F knee以下的信号频谱所决定，从这一法则推导出数字电路的两个重要特性：1、任何在其Fknee频率以内具有一个平坦频率响应的电路，可以允许一个数字信号几乎无失真的通过。
2、数字电路在Fknee频率以上的频率特性对于他如何处理数字信号几乎没有影响。
b、电路的高频响应影响其对瞬时过程的处理c、电路的低频响应影响其对长期过程的处理d、电路对阶跃信号边缘的处理取决于Fknee频率。
1.2 时间与距离导线和印制电路走线中电信号的传播速度取决于其周围的介质。
传播延迟大小单位为皮秒/英寸（ps/in）。
传播速度单位为英寸/皮秒（in/ps）,即传播延迟的倒数。
a、传播延迟与介电常数的平方成正比。
b、信号在空气中的传播延迟是85ps/in。
c、印制电路板外层走线的传播速度比内层走线的快。
1.3 集总与分布系统传导系统对于输入信号的响应，在很大程度上取决于系统的尺寸是否小于信号中最快的电气特性的有效长度，反之亦然。
上升沿长度l =Tr（ps）/ D(ps/in) Tr- 上升沿时间，D- 延迟。
尺寸小于信号有效长度的1/6，则该电路时集总电路。
1.4 关于3DB和RMS频率的解释1、F3db=K/Tr Tr=K/F3db其中F3db=脉冲响应（特性曲线）下降3DB时的频率，Tr=脉冲上升时间（10%~90%）K=比例常数，取决于具体的脉冲波形，对于高斯脉冲，K=0.338，对于单极型指数衰减脉冲，K=0.352、当用RMS带宽，即等效噪声带宽时，计算上升时间Tr=K/Frms其中，Frms=RMS带宽，Tr= 上升时间，K=比例常数，K取决于具体的脉冲波形，对于高斯脉冲K=0.361，对于单极型指数衰减脉冲，K=0.5491.5 四种类型的电抗普通电容、普通电感、互容（mutual capacitance）、互感(mutual inductance)、1.8 估算衰减时间的更好方法L/R指数衰减曲线下的面积提供了衰减时间常数的一个精确值。
高速铁路信号系统的设计与调试方法
高速铁路信号系统的设计与调试方法高速铁路信号系统是确保高速列车运行安全和正常的关键技术之一。
在高速铁路建设中，信号系统设计和调试是一个复杂而关键的过程。
本文将介绍高速铁路信号系统设计与调试的主要内容和方法，以确保信号系统的可靠性和稳定性。
一、设计阶段在设计阶段，需要考虑以下几个方面来确保高速铁路信号系统的性能。
1. 定义系统需求：首先要明确信号系统的功能和性能需求，包括列车接口、信号灯显示、信号检测和故障处理等。
2. 路段划分和信号区段：根据铁路线路特点和列车运行情况，将铁路线路划分为不同的信号区段，并确定每个区段的信号间距和信号灯设置。
3. 信号系统结构设计：设计信号系统的结构，包括信号机设备、信号灯和信号线路等。
要考虑信号机的布置、通信方式、信息传输和处理流程等。
4. 频率规划和干扰分析：根据高速列车的行驶速度和通信需求，进行频率规划和干扰分析，确保信号传输的稳定和可靠。
5. 设备选型与采购：根据信号系统设计需求，选择合适的设备和系统，并进行采购和供应商管理。
二、调试阶段在信号系统调试阶段，需要进行一系列的测试和验证，以确保信号系统的正常运行和性能。
1. 性能测试：进行系统性能测试，包括通信延迟、信号灯显示和故障处理等功能的测试。
- 通信延迟测试：通过发送测试信号和接收响应信号的时间间隔，测试通信延迟性能。
可采用模拟和实际列车测试相结合的方法，模拟列车在不同速度下的行驶情况进行测试。
- 信号灯显示测试：测试信号灯显示的准确性和稳定性，确保信号灯可以正常显示不同颜色和指示内容。
- 故障处理测试：测试信号系统的故障处理机制，包括车载设备和地面设备之间的通信故障处理、设备故障自动报警和故障自动处理等。
2. 安全性测试：进行安全性测试，包括防护装置、故障排查和人为干扰测试等。
- 防护装置测试：测试安全装置能否及时有效地防护列车和脱轨事故。
- 故障排查测试：测试系统的故障排查能力，验证系统能够快速定位并解决信号系统故障。
高速电路设计指南--传输线分析
传输线效应
地弹 是指芯片内部“地”电平相对于电路板“地”电平的变化现象。以电路板“地”为参考，就像 是芯片内部的“地”电平不断的跳动，因此形象的称之为地弹（ground bounce）。当器件输出 端有一个状态跳变到另一个状态时，地弹现象会导致器件逻辑输入端产生毛刺。 由于输出转换引起的芯片内部参考地电位漂移就是地弹。
总之接收端电容负载的影响有两点： 1、使源端（驱动端）信号产生局部电压凹陷。 2、接收端信号上升时间延长。 在电路设计中这两点都要考虑。
传输线效应（续）
除终端电容外，测试焊盘、过孔、拐角、桩线等还会在均匀传输线的中途引入容性加载阻 抗 ，不管是末端端接电容还是中途的不连续性寄生电容，都将造成欠冲及延长上升沿时间的问 题，所以必须控制电路中的容性负载。 信号上升沿到达此电容时，这个并联在信号路径和返回路径之间的容抗会引起负反射。为 了尽量减小这种不连续的影响，并联阻抗越大越好，通常要求加载电容的容抗Zc远远大于传输 线特性阻抗Zo根据经验，定义 Zc＞5Zo 也就是说，电路中允许并联跨接的最大电容为： 有了阻抗的指标，我们就可以确定能容忍多大的电容量。假设用50欧姆来计算。即在这种 情况下，如果信号上升时间为1ns，那么电容量要小于4皮法。反之，如果电容量为4皮法，则 信号上升时间最快为1ns，如果信号上升时间为0.5ns，这个4皮法的电容就会产生问题。 总结： 1）PCB走线中途容性负载使发射端信号产 生下冲，接收端信号也会产生下冲。 2） 能容忍的电容量和信号上升时间有关， 信号上升时间越快，能容忍的电容量越小。
传输线效应（续）
（2）反射和振铃现象过程分析 信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是 10欧姆，PCB 走线的 特性阻抗为50欧姆。为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3V 电压信 号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么。 为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。图 2 为反射示意图。 第 1次反射：信号从芯片内部发出，经过 10 欧姆输出阻抗和 50欧姆 PCB特性阻抗的分压，实际 加到PCB 走线上的信号为A 点电压3.3*50/(10+50)=2.75V。传输到远端 B 点，由于 B 点开路， 阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是 2.75V。此时B 点测量电压是 2.75+2.75=5.5V。 第2次反射： 2.75V反射电压回到A点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射， A点反射电压为1.83V，该电压到达B 点，再次发生反射，反射电压-1.83V。此时 B 点测量电压为5.5-1.831.83=1.84V。 第 3 次反射：从 B 点反射回的-1.83V电压到达 A点，再次发生负反射，反射电压为1.22V。该电 压到达B点再次发生正反射，反射电压 1.22V。此时B点测量电压为 1.84+1.22+1.22=4.28V。 第4 次反射：........第 5 次反射：.. .. .. 如此循环，反射电压在 A 点和B 点之间来回反弹，而引起 B 点电压不稳定。观察 B点电压： 5.5V->1.84V->4.28V->……，可见 B点电压会有上下波动，这就是信号振铃。
高速铁路信号系统的设计与使用方法
高速铁路信号系统的设计与使用方法高速铁路信号系统是确保列车运行安全和高效的重要组成部分。
在高速铁路系统中，信号系统承担着向列车提供指示信号和保障运行安全的重要任务。
本文将探讨高速铁路信号系统的设计原理和使用方法，以确保高速铁路的运行安全和效率。
一、高速铁路信号系统的设计原理1. 信号所的分类高速铁路信号系统的设计由主要信号、辅助信号和区间信号三个部分组成。
主要信号通常由色灯信号和标志信号组成，用于向列车发出行车指示。
辅助信号主要包括速度限制信号和警示信号，用于提醒驾驶员注意车速和行车条件。
区间信号则用于划分列车运行的不同区段。
2. 信号系统的传输方式高速铁路信号系统采用数字化传输方式，以提高传输精度和可靠性。
传统的模拟信号系统存在信号衰减和干扰的问题，而数字信号可以通过纠错编码和差错校验来提高信号的可靠性和抗干扰能力。
3. 核心控制系统高速铁路信号系统的核心控制系统采用计算机或 PLC （可编程逻辑控制器）来实现信号灯的控制和列车位置的监测。
核心控制系统可以根据列车的位置和速度信息来发送合适的信号指令，保障列车的安全运行。
4. 信号灯的设计高速铁路信号灯通常采用LED（发光二极管）灯泡，其具有亮度高、寿命长等优点。
信号灯的设计需要考虑到不同天气条件下的可见性，确保列车驾驶员能够准确辨识信号的颜色和状态。
5. 信号传输通道的设计高速铁路信号系统的传输通道可以采用电缆、光缆或者无线电信号传输。
不同的传输方式具有不同的传输速率和传输距离，需要根据具体情况选择适合的传输通道。
二、高速铁路信号系统的使用方法1. 行车信号的解读高速铁路信号系统中的行车信号对列车驾驶员来说非常重要，驾驶员需要准确解读行车信号所代表的含义。
行车信号通常包括停车信号、开行信号、减速信号等，驾驶员需要根据信号的显示来调整列车的速度和行驶状态。
2. 跟随安全间隔高速铁路信号系统中的信号之间存在一定的安全间隔，驾驶员需要遵循这些安全间隔来保证列车的安全行驶。
高速铁路信号通信系统设计与优化
高速铁路信号通信系统设计与优化随着科技的不断进步，高速铁路交通成为现代化城市快速发展的重要组成部分。
高速铁路信号通信系统是确保高铁运行安全和提供高效服务的关键设备之一。
本文将探讨高速铁路信号通信系统的设计原理和优化方法。
一、高速铁路信号通信系统的设计原理1. 整体框架设计高速铁路信号通信系统设计需要考虑网络架构、通信设备以及信号传输等方面。
首先，要确定监控中心和各个车站之间的通信连线，选择适当的通信设备，以确保数据传输的稳定和可靠。
2. 通信传输技术在高速铁路信号通信系统设计中，常见的传输技术包括SDH（同步数字体系）、PDH（分时复用数字体系）、Ethernet以及LTE等。
根据具体需求和技术要求，选择合适的传输技术，以提供高质量的通信服务。
3. 信号系统设计高速铁路信号系统设计需满足列车运行安全和高效。
采用轨道电路和无线通信相结合的方式，确保列车之间的安全距离和运行速度的监测。
同时，还需要设计信号机、轨道检测设备以及信号解码等装置，以确保信号的准确传递和解析。
4. 系统安全设计高速铁路信号通信系统的安全性至关重要。
设计者需要考虑网络安全、数据保护和防止干扰等方面的问题。
采用加密技术、防火墙和安全策略等手段，有效保护系统免受黑客攻击和恶意软件的威胁。
二、高速铁路信号通信系统的优化方法1. 数据传输优化为了提高高速铁路信号通信系统的效率，设计者可以采用数据压缩技术、数据分包等方法。
将数据进行压缩，减少传输负荷，同时采用分包策略，确保数据的完整性和实时性。
2. 信号仿真与测试通过对信号系统进行仿真和测试，可以发现系统中的潜在问题和瓶颈。
设计者可以使用专业的仿真软件模拟高速铁路运行情景，并确定系统中可能出现的信号传输中断、延迟和误差等问题，从而进行优化调整。
3. 设备匹配和更新随着科技的不断进步，高速铁路信号通信设备也不断更新换代。
设计者需要对系统中的设备进行匹配和更新，以适应快速变化的通信技术需求。
高速数字设计教程-Ch1_基本知识(2)
高速数字系统设计2006年2月22日第一章基本知识1-1 信号与信号完整性（Signal Integrity）1-2 频率与时间1-3 时间与距离1-4 -3dB频率与上升时间1-5 集总系统与分布系统1-6 四种电抗1-7 高速数字系统中的电阻、电容和电感元件中国科大快电子学安琪21-2 频率与时间电路元件的参数是对频率敏感的，在不同的频率范围内会表现出来不同的特性。
任何一种电参数，其数值仅在一定的频率范围内有效。
某参数f中国科大快电子学安琪3几种无源元件的阻抗中国科大快电子学安琪4考虑两个极端情况：1. 一个频率为10-12的正弦波波形变化一个周期需要3万年。
若输入到TTL电路，其输出电压每天变化不到1µV。
任何一个包含这样低频率的半导体器件的试验都会以失败而告终。
在这样长的时间尺度来看，集成电路只是一小块氧化硅。
2. 一个频率为1012的正弦波信号周期为1ps，数字电路根本无法响应这个频率的信号。
一些电路参数发生变化。
如地线的电阻由于趋肤效应由0.01Ω（1KHz）变为1Ω，并且还获得50Ω的感应电抗。
中国科大快电子学安琪5中国科大快电子学安琪6到底多高的频率会影响到高速数字电路的设计呢？要处理的高速数字信号的频带宽度是多少？中国科大快电子学安琪7频域'时域频域中的每个谐波分量都是时域中定义在t ＝－∞到＋∞上的正弦波。
将所有频率的正弦波在时域中的每个时间点上进行叠加，就可以得到时域中的波形。
任何一个时域的信号，都可以用一系列相应的正弦波叠加而成。
中国科大快电子学安琪8频域时域0次＋1次谐波0次＋1次＋3次谐波叠加比较：频域 时域叠加比较：随着参与叠加的谐波分量的增加，方波的顶端更平滑，上升时间更短，越接近理想方波。
对于实际的波形，包含的谐波分量越多，或者说信号带宽越高，信号的上升时间就越小。
带宽的概念本身是一个近似。
中国科大快电子学安琪9要解决的问题考虑信号带宽的定义，或者说找到一个谐波分量，其上更高的谐波分量对信号的近似的影响可以忽略。
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r = (R + jwL)(G + jwC) Zo = (R + jwL) + (G + jwC)
为传播常数 为特征阻抗
由于R, G 远小于 jwL、jwC， 所以通常所说的阻抗是指：
Zo = L/C
从通解中可以看到传输线上的任意一点的电压和电流都是入射波 和反射波的叠加，因此传 输线上任意一点的输入阻抗值都是 时间、位置、终端匹配的函数，再使用输入阻抗来研究传输 线已经失去意义了，所以引入了特征阻抗、行波系数、反射系数的概念描述传输线。
并联端接匹配示意图
改进的并联端接匹配示意图 二极管端接匹配 在接受端放置肖特基二极管到电源或地。 优点：二极管限制了过冲（小于或等于 1V）；二极管可以集成在每一个接受器的芯片内 部；不需要直流通路来消耗直流功耗。 缺点：二极管匹配的缺点之一就是在线路上存在多径反射而影响到下一个数据的开始，因 此需要在变化频率下校对二极管的响应。
AC 匹配（RC 匹配） 影响信号完整性的因素 在高速情况下，传输线用分布参数的模型考虑，影响信号完整性的因素有以下几方面： w PCB层设置、PCB材料影响传输线特性阻抗； w 线宽、线长、线间距在高速、高密度PCB设计中的影响； w 温度、工艺等对设计参数的影响；
第 10 页，共 27页
w 器件工作频率、速度、驱动能力、封装参数等对信号质量的影响； w 多负载拓扑结构的影响； w 阻抗匹配 、负载 ； w 电源、地分割； w 趋肤效应； w 回流路径； w 接插件； w 过孔 ；
?h t h1
?
导线 ? w? s ? w? ? t
介质
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地平面
E、微带线边对边耦合
地平 面 导线 介质
地 平面
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F、带状线边对边耦合
地 平面
导线 介质 地 平面
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地平面
导线 介质 地平面
G、对称上下耦合
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? t h1 h
特征阻抗的物理意义就是：入射波的电压和入射波的电流的比值，或反射波的电压和反射 波电流的比值。
电磁波在介质的中的传输速度只与介质的介电常数或等效介电常 数有关。比如FR4带状线 的典型传输速度为180ps/inch。
第号设计入门
源端反射系数： (Zs-Zo)/(Zs+Zo)
在电路设计中采用信号完整性的分析方法可以在原理图设计阶段及PCB布板阶段可以对板 上的关键信号进行评价和改进，从而增加了一次投板的成功率，缩短了开发周期。
第二节 信号的传输理论
要在设计过程中应用信号完整性的分析方法，必须首 先了解信号的传输理论。 PCB板上的信号传输速率越来越高，PCB走线已经表现出传输线的性质，在集总电路中视 为短路线的连线上，在同一时刻的不同位置的电流电压已经不同，所以不能再用集总参数来表 示，必须采用分布参数传输线理论来处理。传输线的模型可以表示如下图：
末端反射系数： (ZL-Zo)/(ZL+Zo)
源端反射系数计算公式与末端反射系数计算公式中的符号的意义如下： Zo 传输线路上的阻抗 Zs 信号源的内部阻抗 ZL 负载阻抗
从源端反射系数计算公式与末端反射系数计算公式可以看出，要消除反射，必须使下面的 公式成立：
(Zs-Zo)/(Zs+Zo)=0 (ZL-Zo)/(ZL+Zo)=0 解得 Zs=Zo ZL=Zo 这就是阻抗匹配条件，传输线上的信号只有阻抗匹配了，才能消除信号反射，从而解决信 号的上下过冲、震铃等不良现象。
对投板出来的PCB样板的阻抗测试。最终验证实际设计出的PCB的阻抗效果到底怎样，需 要对实物进行阻抗测试，现在比较常用的阻抗测试仪采用的测试原理如下，即向被测走线输出 一个阶跃信号，由于信号在阻抗变化点发生反射，测试仪通过采集到的不同点的反射，计算出 各点的阻抗。
下面是我们常用的阻抗测试示意图
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串扰模型：电感耦合模型（感性串扰）和电容耦合模型（容性串扰）。
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高速信号设计入门
感性串扰的特点： 受害网络与侵害网络之间互感的影响象一个变压器，侵害网络上的电流在受害网络上诱导 出与侵害电流相反极性的电流。受害网络向远端和近端流动的电流的相位相同，且信号跳变方 向与侵害网络相反。 容性串扰的特点： 侵害网络通过容性串扰到受害网络上，侵害网络上的电流在受害网络上诱导的电流后向与 侵害网络上的电流方向相反，前向与侵害网络上的电流方向相同。
第 9 页，共 27页
高速信号设计入门
二极管端接匹配 AC 匹配（RC 匹配） 优点：在于终端电容阻止直流电流，因此节省了相当可观的功率。选择适当的电容值会使 得终端的波形具有 最小的过冲和下冲并且是一个接近理想的方波。 缺点：一是要求了两个器件，在高密板时布局时无放置空间；二是在传输线上的数据会有 时间的抖动，依赖于前一个数据的模式
高速信号设计入门
几种主要数字信号缺陷产生的原因
w 电平没有达到逻辑电平门限 w 负载过重 w 传输线过长 w 电平不匹配 w 驱动速度
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w 多次跨越逻辑电平阈值错误 w 电感量过大 w 阻抗不匹配
高速信号设计入门
w 延时错误（信号建立时间不满足） w 负载过重 w 传输线过长 w 驱动速度慢
下面介绍几种阻抗匹配的方法：
串 联 端 接 匹 配 接收端开路或输入阻抗很大时放置RS=Z0 -R0（一般要小一点）在源 端。
优点：没有直流通路，因此不用备用的电源和没有高电平衰减，RS可以集成在芯片内部。 缺点：典型的情况下只能用于单负载结 构；如果时序允许的话，增加的负载要放在线的末 端附近；容性延时是并联端接的两倍。当Z0 和R0不好控制或者当一些过冲和下冲能够被容忍 的时候，通常RS<<Z0 -R0。
阻抗匹配的控制可以在原理图设计和 PCB设计两个阶段进行。在原理图设计阶段是通过加 匹配电阻、电容、电感的方法来进行阻抗匹配，通常我们在时钟等高速信号中串的33 欧姆的 电阻就是比较通用的一种用电阻进行始端匹配的方法。之所以加33 欧姆的电阻，是因为一般 的器件的输出内阻大约为10~20欧姆，而我们投的印制板的阻抗为50 欧姆左右，所以始端加 33 欧姆的电阻从而达到始端匹配的目的。另一方面在PCB设计中主要是通过调节信号传输线 的线宽、线间距、PCB的介质厚度、介质的介电常数来改变阻抗从而使得阻抗匹配。在PCB设 计阶段可以使用PCB工具软件上带的阻抗分析仿真工具进行分析仿真。
串联端接匹配示意图
并联端接匹配 匹配电阻在负载端连接到电源或地。 优点：和串联匹配相比只有一半的容性延迟。
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高速信号设计入门
缺点：增加了直流功耗；输出摆幅不再是全摆幅。改进方式是thevenin等效匹配，对TTL 3V偏 置 的 匹 配R1/R2=2/3； R1||R2=Z0。交流并联匹配是通过牺牲信号质量来换取直流功 耗的减小。
高速信号设计入门
传输线的阻抗不匹配对传输信号造成质量下降的的直接原因是由于反射造成的，由反射系 数公式 (ZL-Zo)/(ZL+Zo)知，电磁波沿信号路径传播，在阻抗不连续点产生反射。下图是 PCB上的走线最易产生阻抗比匹配的位置。
红 点是在PCB上阻抗不连续的位置 下面结合一个简单实例进行分析（源端带串阻的传输线）：
再经过2nS后，反射波传输到源端。在源端的二次反射电压为：
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高速信号设计入门
Ｖｔ２ ＝
（ｒｓ＋Ｒｓ）－Ｚ０ （ｒｓ＋Ｒｓ）－Ｚ０
Ｖｔ
＝
（１７＋３３）－５０ （１７＋３３）＋５０
２．５Ｖ
＝ ０Ｖ
这说明，从负载反射回源端的波，在源端被完全吸收。至此，整条传输线上得到 5V的电 压。
的阻抗计算公式 Zo = L/C 知传输线上的阻抗值将变大，反之当介质变薄时，阻抗值将变
小；线宽对阻抗的影响主要是通过改变传输线的分布电容来改变阻抗的，当线的宽度宽时，分 布电容大，则阻抗小，反之则阻抗大；线的间距对阻抗的影响主要指信号线与地线及电源之间 的距离，它们间的距离近将使阻抗值减小，反之则阻抗值增大；介质材料决定介电常数，当介 电常数变大时，传输线的分布电容增加，从而阻抗减小，反之则增大。
H、不对称上下耦合
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高速信号设计入门
第三节 高速信号阻抗匹配的调节方法
进行高速信号的设计阻抗匹配是不可或缺的，好的阻抗匹配不但可以消除信号的反射，还 可以降低串扰、EMI问题的发生。进行阻抗匹配的前提是良好的阻抗控制。
哪些因素对传输线的阻抗有影响？主要有以下几方面的因素： 走线类型、介质厚度、线 宽、线间距、介质材料等都对阻抗有影响，需要综合考虑这些影响。走线类型对阻抗的影响主 要是影响传输线的阻抗的连续性，经过过孔、有拐点的走线上的阻抗在相应点也必是非连续 的；介质的厚度是通过改变传输线的分布电容与分布电感从而影响传输线的阻抗值的，对于同 一个介电常数的介质来说，介质厚时，传输线上的分布电容值小，分布电感值大，由前面推导
信号的完整性（Signal Integrity）分析这个概念可能大家还比较陌生，目前在国内，电 路设计中引进信号完整性分析概念的公司寥寥无几，可能也就是以华为为代表的几个大公司开 展了这项工作。但是信号完整性的分析方法对于成功地进行高速电路的设计，特别是一次成功 完成设计，作用是巨大的。所以国外的各大电讯公司在电路设计中都采用了此种方法。信号的 完整性分析就是将信号以传输波的形态看待，用传输理论对信号进行分析。这是由于在高速信 号中，PCB上的走线之间的分布电容阻抗、电感阻抗以不能象低速信号那样忽略了，必须考虑 进去，所以必须采用传输理论对电路进行分析。平时我们在电路设计中采用的加22 欧姆或33 欧姆阻抗匹配电阻来改善信号就是用到了信号完整性的理论。
下面是几种PCB设计常用的传输线结构