花文俊

（河南省駐馬店財(cái)經(jīng)學(xué)校，河南駐馬店，463000）

0 引言

當(dāng)前，在技術(shù)的推動(dòng)下，電路的集成度越來(lái)越高，同時(shí)電路的設(shè)計(jì)水平不斷完善，這不僅提升了信號(hào)的傳輸效率，同時(shí)也改善了信號(hào)的傳輸質(zhì)量。但由于信號(hào)在傳輸速度提升的過(guò)程中噪聲的存在，影響了信號(hào)的傳輸效率。因此研究高速數(shù)字電路信號(hào)傳輸，并采取針對(duì)性的措施做好噪聲的抑制工作，對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)電路的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)字電路優(yōu)勢(shì)

針對(duì)于數(shù)字電子技術(shù)，對(duì)于其優(yōu)勢(shì)而言，最大的優(yōu)勢(shì)是該技術(shù)是由數(shù)字組合形成的，然而，這些數(shù)字的組合，主要是基于 0 到 9 之間的數(shù)。因此，基于計(jì)算機(jī)，在編碼過(guò)程中采用二進(jìn)制的方式，能很容易就能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，具體而言，就是計(jì)算機(jī)與數(shù)字信號(hào)之間的連接。對(duì)于信息的保存來(lái)說(shuō)，借助于數(shù)字信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，同時(shí)，在信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，或者處理數(shù)字的過(guò)程中，對(duì)于數(shù)字電子技術(shù)而言，較為容易使用，而且可極大提高處理及轉(zhuǎn)換的速率，通過(guò)該技術(shù)的作用，有助于實(shí)現(xiàn)智能化的通信網(wǎng)絡(luò)。在當(dāng)下發(fā)展形勢(shì)下，高效率、高質(zhì)量的工作狀態(tài)，在很大程度上，主要基于通信網(wǎng)絡(luò)，而通信網(wǎng)絡(luò)的使用。

針對(duì)于數(shù)字信息而言，在進(jìn)行傳播的過(guò)程中，主要基于數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)在傳播中，具有很多優(yōu)勢(shì)，比如能在較短時(shí)間內(nèi)傳播、傳播中處于靜止?fàn)顟B(tài)等。值得一提的是，數(shù)字信號(hào)除了具有靜音的優(yōu)勢(shì)，而且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，通過(guò)該優(yōu)勢(shì)，在傳播數(shù)字信號(hào)時(shí)，可有效抵抗外界因素的干擾，而且對(duì)于信息的傳播來(lái)說(shuō)，有助于提高其傳播速度，傳播的信息更加精準(zhǔn)。在遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)方面，數(shù)字電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)。在對(duì)信號(hào)進(jìn)行保存時(shí)，只需通過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算程序，將所需傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行轉(zhuǎn)化，促使信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的形式，并經(jīng)過(guò)添加秘密來(lái)運(yùn)送，通過(guò)這樣的方式，不僅便于儲(chǔ)存數(shù)字信號(hào)，而且在很大程度上，可確保輸送的安全性。

2 高速數(shù)字電路的信號(hào)傳輸

對(duì)于高速數(shù)字的信號(hào)傳輸質(zhì)量與以下幾個(gè)方面有關(guān)：第一，傳輸線的質(zhì)量；第二，信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，反射的基本情況；第三，串?dāng)_對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽Ｓ捎诓煌闆r下，信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量受到的影響因素存在差異，因此在實(shí)際工作中，需要綜合考量信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸蛩?，從而及時(shí)采取有效的措施提升數(shù)字信號(hào)的傳輸效率和傳輸質(zhì)量。

■2.1 傳輸線的質(zhì)量情況

在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，高速數(shù)字電路應(yīng)運(yùn)而生，這種傳輸方式屬于一種新型的電路傳輸方式，并且信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中存在相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。對(duì)于整個(gè)傳輸路徑的設(shè)計(jì)，不僅需要以專(zhuān)業(yè)的電路理論知識(shí)為基礎(chǔ)，同時(shí)還應(yīng)該重點(diǎn)考慮信號(hào)的衰減情況，并采取有效的措施保證信號(hào)的完成性，從而保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。對(duì)于高速數(shù)字電路信號(hào)的傳輸而言，傳輸線非常重要，通常情況下，信號(hào)傳輸需要以印刷電路板為主要載體，這一器件的集成度相對(duì)較高，通常是由一層介質(zhì)或者多層介質(zhì)構(gòu)成，并包括信號(hào)層、電源層以及底層的結(jié)構(gòu)。由于當(dāng)前半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，印刷電路板的集成度越來(lái)越高，并且精度不斷提升。對(duì)于不同的層次而言，需要使用傳輸線、器件以及電源等完成連接。而在信號(hào)傳輸過(guò)程中使用的傳輸線，與器件中包含的電阻、電容以及電感存在一定的相似之處。

在特定的環(huán)境中，由于傳輸線的獨(dú)特性其也會(huì)呈現(xiàn)出相對(duì)特殊的電氣特性，主要是借助電容和電感表現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于高速數(shù)字電路的應(yīng)用設(shè)計(jì)，需要對(duì)傳輸線進(jìn)行合理選擇，從而在提升信號(hào)傳輸速度的同時(shí)，保證信號(hào)的完整性。

■2.2 反射的影響

在高速數(shù)字電路的信號(hào)傳輸過(guò)程中，反射是還原信號(hào)的重要方式。在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，每個(gè)點(diǎn)都存在瞬態(tài)阻抗，假如傳輸線屬于可控制的阻抗，瞬時(shí)阻抗可以在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中保持不變，那么可以認(rèn)為這種阻抗與傳輸線的功能相同。在這種條件下，整個(gè)信號(hào)傳輸過(guò)程中，信號(hào)的發(fā)射也基本處于一個(gè)穩(wěn)定不變的狀態(tài)。如果在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)瞬時(shí)阻抗突變的情況，部分信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，在傳播過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的折射和衰減現(xiàn)象，從而導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)不同程度的失真。需要注意的是，在出現(xiàn)折射和衰減的過(guò)程中，信號(hào)被分成了幾個(gè)部分，一部分沿著原來(lái)的途徑傳輸，另一部分發(fā)生折射，因此最終能接收一定的信號(hào)，只是信號(hào)的完整性以及質(zhì)量不能保證。因此，從一定程度而言，反射屬于信號(hào)傳輸中的有效標(biāo)識(shí)，也是造成出現(xiàn)信號(hào)抑制的重要原因。由于反射問(wèn)題的存在導(dǎo)致的信號(hào)波動(dòng)，會(huì)影響噪聲情況，從而使電路出現(xiàn)不同程度的錯(cuò)誤情況。就當(dāng)前的研究可以發(fā)現(xiàn)，信號(hào)的反射是一種常見(jiàn)的問(wèn)題，需要相關(guān)的技術(shù)人員提高重視程度，并且這種問(wèn)題并不會(huì)受到地域的限制，在任何地方都有可能發(fā)生。

■2.3 串?dāng)_的影響

在高速數(shù)字電路的信號(hào)傳輸過(guò)程中，串?dāng)_也是一種常見(jiàn)的問(wèn)題，通常在信號(hào)的傳輸過(guò)程中，存在兩個(gè)路徑，在傳輸路徑過(guò)程中存在一定程度的電磁效應(yīng)，但這種效應(yīng)較為明顯時(shí)，就會(huì)對(duì)整個(gè)信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率造成影響，形成這種問(wèn)題的主要原因在于邊緣唱的耦合作用。通?？梢詫⒋?dāng)_分成兩種形式，一種是電容性的串?dāng)_，另一種是電感性的串?dāng)_。造成這種串?dāng)_問(wèn)題的原因在于電場(chǎng)或者磁場(chǎng)發(fā)生了一定的耦合。按照傳播方向的差異，又可以將其分為近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_，在高速數(shù)字電路中，串?dāng)_是客觀存在的，電流的存在就會(huì)形成一定的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，因此電磁感應(yīng)對(duì)整個(gè)信號(hào)的影響也是必然的。這種現(xiàn)象的客觀存在也為高速電路的信號(hào)質(zhì)量控制設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了一定的困難。因此整個(gè)電路的設(shè)計(jì)工作需要明確串?dāng)_的影響，并積極采取有效的措施降低其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽ＭǔＧ闆r下，對(duì)于高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)工作，會(huì)在布線設(shè)計(jì)、板線連接以及封裝等過(guò)程進(jìn)行處理。具體的可以增加線與線之間的距離，降低電磁效應(yīng)，控制好耦合的長(zhǎng)度，降低耦合的影響。并使用低介質(zhì)常數(shù)的材料。對(duì)于串?dāng)_問(wèn)題嚴(yán)重的線路，需要及時(shí)進(jìn)行隔離處理，從而降低對(duì)信號(hào)的影響。需要注意的是，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要充分考慮電路的集成度以及設(shè)計(jì)工程的需要情況，并綜合成本對(duì)線路的材質(zhì)、布線以及間距進(jìn)行選擇，必要時(shí)需要作出一定的取舍，從而保證信號(hào)傳輸?shù)目傮w效益。

3 高速數(shù)字電路噪聲抑制的主要措施

就當(dāng)前高速數(shù)字電路信號(hào)傳輸過(guò)程中的影響因素而言，可以從以下幾個(gè)方面入手，進(jìn)行處理，從而提升信號(hào)的傳輸速率和質(zhì)量，提升噪聲抑制水平，促進(jìn)我國(guó)數(shù)字電路的進(jìn)一步發(fā)展。第一，對(duì)內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；第二，合理分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

■3.1 優(yōu)化內(nèi)部設(shè)計(jì)

由于高速數(shù)字電路傳輸過(guò)程中噪聲的影響較大，不僅降低傳輸速率，同時(shí)也會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量，因此在對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要重視噪聲對(duì)信號(hào)的影響，對(duì)于不同的系統(tǒng)而言，需要根據(jù)傳輸?shù)男枰?，?duì)內(nèi)部的元件進(jìn)行調(diào)整，從而保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理性。就電路的容積而言，對(duì)整個(gè)電路功能的發(fā)揮具有直接影響。尤其是對(duì)噪聲處理，需要重視內(nèi)部的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而配置好元器件和線路之間的關(guān)系，改善信號(hào)的傳輸質(zhì)量。具體需要做好以下幾個(gè)方面的工作：第一，在電路板的內(nèi)板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要重視對(duì)器件的布局設(shè)計(jì)，既要滿(mǎn)足集成度的需要，還應(yīng)該有效控制元器件之間存在的電磁等影響，從而合理控制元件的密度。并且保證不同的元器件都能夠進(jìn)行及時(shí)的通風(fēng)，保證透氣性良好，從而在確保傳輸信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)，保證元器件的使用壽命。第二，重視對(duì)電路系統(tǒng)的優(yōu)化，尤其是散熱情況需要提升重視，保證電源供電的穩(wěn)定性，有效避免出現(xiàn)局部過(guò)熱的情況，避免高溫高壓的出現(xiàn)，影響元件的性能。第三，在內(nèi)部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要做好配線的安裝工作，盡可能降低電磁耦合效應(yīng)，減少公共阻抗，從而有效避免噪聲的出現(xiàn)。第四，適當(dāng)做好接地的設(shè)計(jì)，保證電路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

■3.2 有效對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分配

對(duì)于高速電路的設(shè)計(jì)優(yōu)化而言，還需要做好電源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分配工作，具體可以采取以下幾種方式改善電路中的噪聲情況：第一，對(duì)于中高壓電路而言，需要重視感應(yīng)噪聲的位置，盡量選擇使用金屬屏蔽的方式，依靠電子裝置、引線以及遠(yuǎn)距離的輸入和輸出進(jìn)行處理，從而在一定程度上降低信號(hào)的傳輸長(zhǎng)度，降低信號(hào)傳輸?shù)淖杩梗瑥亩行П苊庑盘?hào)的衰減。第二，對(duì)于磁場(chǎng)引發(fā)的噪聲問(wèn)題，需要選擇具有電磁感應(yīng)的電力線，通過(guò)合理擺放電線的方式，有效消減電磁感應(yīng)現(xiàn)象，降低對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。第三，?duì)于火花放電噪聲而言，這也是影響信號(hào)質(zhì)量和傳輸?shù)闹匾蛩?。需要設(shè)計(jì)人員及時(shí)采用隔離的方式進(jìn)行處理。

就以上幾種噪聲問(wèn)題，在處理的過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)工程的實(shí)際需要，以及成本的控制情況，采取有效的措施控制相關(guān)因素對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。?dāng)前就高速電路的發(fā)展而言，噪聲的存在也成為重要問(wèn)題，因此做好噪聲的抑制工作有利于進(jìn)一步提升電路設(shè)計(jì)水平，保證信號(hào)傳輸。從而推動(dòng)我國(guó)電子技術(shù)和集成電路的進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，就當(dāng)前而言，高速數(shù)字電路在科技的推動(dòng)下日新月異，但高速電路信號(hào)傳輸過(guò)程中涉及到的信號(hào)質(zhì)量問(wèn)題也逐漸受到人們的重視。結(jié)合當(dāng)前信號(hào)傳輸中的主要影響因素，及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理，客觀看待噪聲的存在，綜合材料、設(shè)計(jì)以及成本因素，對(duì)電路進(jìn)行不斷優(yōu)化，才能為我國(guó)高速數(shù)字電路的發(fā)展提供助力。