電路中的“高頻”和“高速”有什么區(qū)別

“高速電路”已經(jīng)成為當(dāng)今電子工程師們經(jīng)常提及的一個(gè)名詞，但究竟什么是高速電路?

這的確是一個(gè)“熟悉”而又“模糊”的概念。而事實(shí)上，業(yè)界對(duì)高速電路并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，通常對(duì)高速電路的界定有以下多種看法：有人認(rèn)為，如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過45MHZ~50MHZ，而且工作在這個(gè)頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個(gè)電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3)，就稱為高速電路;也有人認(rèn)為高速電路和頻率并沒有什么大的聯(lián)系，是否高速電路只取決于它們的上升時(shí)間;還有人認(rèn)為高速電路就是我們?cè)缧┠隂]有接觸過，或者說能產(chǎn)生并且考慮到趨膚效應(yīng)的電路;更多的人則對(duì)高速進(jìn)行了量化的定義，即當(dāng)電路中的數(shù)字信號(hào)在傳輸線上的延遲大于1/2上升時(shí)間時(shí)，就叫做高速電路，本文也沿用這個(gè)定義作為考慮高速問題的標(biāo)準(zhǔn)

此外，還有一個(gè)容易產(chǎn)生混淆的是“高頻電路”的概念，“高頻”和“高速”有什么區(qū)別呢?對(duì)于高頻，很多人的理解就是較高的信號(hào)頻率，雖然不能說這種看法有誤，但對(duì)于高速電子設(shè)計(jì)工程師來說，理解應(yīng)當(dāng)更為深刻，我們除了關(guān)心信號(hào)的固有頻率，還應(yīng)當(dāng)考慮信號(hào)發(fā)射時(shí)同時(shí)伴隨產(chǎn)生的高階諧波的影響，一般我們使用下面這個(gè)公式來做定義信號(hào)的發(fā)射帶寬，有時(shí)也稱為EMI發(fā)射帶寬。

F=1/(Tr*π)，F(xiàn)是頻率(GHz);Tr(納秒)指信號(hào)的上升時(shí)間或下降時(shí)間。

通常當(dāng)F》100MHz的時(shí)候，就可以稱為高頻電路。所以，在數(shù)字電路中，是否是高頻電路，并不在于信號(hào)頻率的高低，而主要是取決于上升沿和下降沿。根據(jù)這個(gè)公式可以推算，當(dāng)上升時(shí)間小于3.185ns左右的時(shí)候，我們認(rèn)為是高頻電路。

對(duì)于大多數(shù)電子電路硬件設(shè)計(jì)工程師來說，完全沒有必要拘泥于概念的差異，心中應(yīng)該有個(gè)廣義的“高速”定義，那就是：如果在確保正確的電氣連接的前提下，電路仍不能穩(wěn)定的高性能工作，而需要進(jìn)行特殊的布局，布線，匹配，屏蔽等處理，那么，這就是“高速”設(shè)計(jì)。

這樣你能區(qū)別開高速與高頻了嗎?