數字信號的時域和頻域

數字信號的頻率分量可以通過從時域到頻域的轉換中得到。首先我們要知道時域是真實 世界，頻域是更好的用于做信號分析的一種數學手段，時域的數字信號可以通過傅里葉 變換轉變為一個個頻率點的正弦波的。這些正弦波就是對應的數字信號的頻率分量。

假如定義理想方波的邊沿時間為0,占空比50%的周期信號，其在傅里葉變換后各頻率 分量振幅。

可見對于理想方波，其振幅頻譜對應的正弦波頻率是基頻的奇數倍頻(在50%的占空比 下)。奇次諧波的幅度是按1"下降的(/是頻率)，也就是-20dB/dec (-20分貝每十倍頻)。 100條估計信號完整性效應的經驗法則；陜西信號完整性分析USB測試

要想得到零邊沿時間的理想方波，理論上是需要無窮大頻率的頻率分量。如果比較高只考 慮到某個頻率點處的頻率分量，則來出的時域波形邊沿時間會蛻化，會使得邊沿時間增大。

如，一個頻率為500MHz的理想方波，其5次諧波分量是2500M,如果把5次諧波以 內所有分量成時域信號，貝U其邊沿時間大概是0.35/2500M=0.14ns,即140ps。

我們可以把數字信號假設為一個時間軸上無窮的梯形波的周期信號，它的傅里葉變換。

對應于每個頻率點的正弦波的幅度，我們可以勾勒出頻譜包絡線. 陜西信號完整性分析USB測試數字信號完整性測試進行抖動分析；

從1/叫轉折頻率開始，頻譜的諧波分量是按I/?下降的，也就是-40dB/dec （-40分貝每 十倍頻，即每增大十倍頻率，諧波分量減小100倍）?？梢钥吹较鄬τ诶硐敕讲?，從這個頻 率開始，信號的諧波分量大大減小。

基本上可以看到數字信號的頻域分量大部分集中在1/7U,這個頻率以下，我們可以將這個 頻率稱之為信號的帶寬，工程上可以近似為0.35/0,當對設計要求嚴格的時候，也可近似為 0.5/rro。

也就是說，疊加信號帶寬（0.35/。）以下的頻率分量基本上可以復現邊沿時間是tr 的數字時;域波形信號。這個頻率通常也叫作轉折頻率或截止頻率（Fknee或cut off frequency）

信號的能量大部分集中在信號帶寬以下，意味著我們在考慮這個信號的傳輸效應時， 主要關注比較高頻率可以到信號的帶寬。

所以，假如在數字信號的傳輸過程中可以保證在信號的帶寬（0.35億）以下的頻率分量（模 擬信號）經過互連路徑的質量，則我們可以保證接收到比較完整的數字信號。

然而，我們會在下面看到在考慮信號完整性問題時由于傳輸路徑阻抗不連續對信號的反 射，損耗隨頻率的增加而增加的特性等因素，這些頻率分量在傳輸時會有畸變，從而造成接 收到的各個頻率的分量疊加在時并不能完全保證復現原有的時域的數字信號。 常見的信號完整性測試常用的三種測試；

數字信號頻域分量經過隨頻率升高損耗加大的傳輸路徑時，接收端收到 的各個頻率分量，可以看到，如果這些頻率分量要成原來的數字信號的樣子，其頻譜應 該如虛線所示，而實際上經過傳輸線后的頻譜如實線所示，從而造成信號畸變，從信號眼圖 上看眼睛會閉合。

加重（De-Emphasis）和預加重（Pre-Emphasis）的示意圖,也就是在發送信 號時降低低頻分量或提高高頻分量來補償傳輸線對不同頻率下損耗不一致的影響，使得接收 端的頻譜分布和原來想要傳輸的信號基本一致。 常見的信號完整性測試問題；陜西信號完整性分析USB測試

信號完整性分析概述；陜西信號完整性分析USB測試

信號完整性測試方法：

-時域測試：觀察信號在時間軸上的波形，分析信號的上升時間、下降時間、瞬態響應等參數，評估信號是否存在失真。

-頻域測試：通過對信號進行傅里葉變換，將信號從時域轉換到頻域，分析信號的功率譜密度、帶寬等參數，評估信號在傳輸路徑中存在的濾波和截止頻率等問題。

-時鐘測試：通過觀察時鐘信號在傳輸路徑中的形狀和時間差異，分析時鐘信號的完整性，評估時鐘信號是否存在抖動和時鐘漂移等問題。

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