前言：通过分析现阶段电子行业发展趋势，发现芯片体积日渐减小，引脚数量不断增多。由于电子设备体积小，内部电路布局布线的密度增大，信号频率提高，导致高速信号处理难度也进一步提升。为有效控制高速数字信号传输期间的不利影响因素，需要在高速系统设计过程中着重关注时序问题、串扰问题，采用合理方式保障电磁信号的完整性与电磁兼容性。

1、高速数字信号基本要求

在电子硬件设备工作频率日渐提高的情况下，设备上的每根布线以及传输线均有可能成为信号发射天线，对其他电子设备以及电磁辐射造成干扰，导致设备运行期间的时序逻辑混乱。当前国家及有关部门针对电磁兼容性标准提出了更高解决硬件布线网络可能性、抵御外部电磁干扰的基本要求。

高速数字信号中的高速主要就是指信号边沿速度，通常情况下，上升时间小于4倍的信号传输延迟时间被视为高速信号。在工作频率不高的系统中，信号完整性难以得到根本上保障，信号边缘比原有情况更陡更快。高速数字信号的基本要求主要体现在以下几个方面：

1.1信号完整性

信号完整性主要就是判别信号线上质量，针对信号在线路中的正确时序、电压电平作为响应能力。从实质角度分析，信号完整性主要就是指信号必须达到的电压电平数值。对信号完整性造成不利影响的因素较为复杂，且信号完整性问题具体可表现为信号延迟、串扰、过冲、振荡等情况。

其中，信号延迟主要就是指信号在PCB板传输线上传输，从发送端至接受端中间存在传输延迟。信号延迟会对系统的时序性造成直接影响。传输延迟也会受到导线长度以及导线周围介质的介电常数因素制约，在高速数字系统实际运行过程中，信号传输长度能够直接影响时间脉冲相差值，如果时间脉冲相差值过大，在接收端会产出错误信号；

反射主要就是信号在信号线上的回波。在信号延迟时间大于信号跳变时间的情况下，线号线将作为传输线。如果传输线特性抗阻与负载抗阻不匹配，信号乘率会传输到负载处，导致信号传输不当。

串扰问题就是两条信号线出现耦合现象。信号线之间在互感及互容的情况下在信号线上产出噪声。容性耦合会引发耦合电流、感性耦合会引发耦合电压。缠绕噪声源于信号网线、信号系统与电源分布系统、过孔之间的电磁耦合现象。在串扰情况出现后，信号传输期间会出现假时钟、间接性数据错误等问题，对相邻现代传说质量造成严重不利影响。

过冲问题具体表现为在信号传输过程中，第一个峰值或估值超过额定电压。下冲问题就是下一个谷值或峰值超出设定电压。在没有严格控制过充问题的情况下，信号传输时也会出现假失踪或者数据错误情况。

1.2电磁兼容性

在高速数字信号传输系统设计环节，电磁兼容性分析工作与布线网络信号的完整性存在密切关联。在分析电磁兼容性过程中，主要就是对无线网络中可能产生的电磁辐射以及电磁干扰情况进行分析，判断电磁板抵御电磁干扰的能力，在设计系统过程中选择适宜方法控制电磁辐射以及干扰程度。

在分析电磁辐射过程中，应当着重考量PCB板及外部接口处的电磁辐射值、 PCB板内电磁层的电磁辐射、大功率布线网络动态辐射情况。高速数字电子设计工作，特别是数字信号传输环节，可以使用分离散参数数据模型作为布线传输线。多块PCB板接触总线连接成的电子系统，还应当着重分析不同PCB板之间的电磁兼容性差异。

就目前来看，布线系统传输信号频率日渐提高、信号自身能力较弱，对电磁的干扰度更为敏感。由于电子设备结构日渐复杂，电磁设备周边环境不断恶化，需要在高速数字电路设计中着重关注电磁兼容性。

2、提升高速数字信号完整性与电磁兼容性的设计重点

2.1端接匹配设计

在高速数字电路设置过程中，端源与负载端抗阻不匹配会导致传输线阻抗的连续性下降，信号线上出现反射情况，负载部分电压会反射到回源端，从而出现电平抬高问题，对器件造成严重破坏。不仅如此，由于传输线上会存在固定的电感与电容，如果信号在电源传输线上来回反射，会出现振铃及环绕振捣情况。

现阶段端接匹配设计工作可以采用负载端并行端接匹配、源端串行端接匹配两种方式。在负载反射系数、源反射系统为零的情况下，反射情况将被消除。并行端在信号能量反射过程中，可以消除负载端反射值，减少噪声以及电磁干扰情况。

2.2防止地弹设计方式

在防止地弹设计工作开展过程中，可以使用数字信号同步切换方法。因地缘线与地线上存在抗阻情况，在信号传输过程中会出现同步切换噪声。在设置了芯片封装电感装置时，电路在同步切换过程中会生成大电流涌动情况，并产生出低平面噪声值。

为有效防止地弹情况出现，可以在实际设计过程中降低输出翻转速度，使用新的电线驱动装置以及内嵌电路开展设计工作。

使用专门分离的参考地，确保安装的芯片能够直接连接到地平面最短路径。控制系统供给电源电感量，要求在高速电路设计过程中使用单独电源层，确保电源层与地平面接近。

降低芯片装封处的电源以及地引脚电感值，通过缩短引线长度，有效控制信号在传输过程中的干扰情况。

总结：总而言之，现阶段我国电子制造业发展速度不断加快，对高速数字信号传输水平提出了更高要求。为进一步增强信号完整性与电磁兼容性，需要配合使用EDA等仿真工具，优化高速数字电路设计方案，有效控制高速电路信号设计周期与设计期间的反复性，为电路具体调试提供重要理论指导。