深入理解信号发生器中的信号反射问题及应对方案

信号反射对信号完整性的影响

在现代高速通信系统中，信号发生器常用于模拟真实信号环境。若未妥善处理信号反射，将直接影响系统的稳定性与准确性。例如，在雷达、5G通信和高速数据采集系统中，微小的反射可能导致误码率上升、信噪比下降。

信号反射的主要危害

• 波形失真：反射信号与原信号叠加，造成过冲、下冲和振铃，影响采样精度。
• 电磁干扰（EMI）增加：反射能量可能辐射出外部，干扰其他设备运行。
• 系统误触发：在数字系统中，反射可能被误识别为有效信号，引发逻辑错误。

信号发生器防反射的关键措施

1. 启用内置阻抗匹配功能：许多高端信号发生器支持自动阻抗切换（如50Ω/75Ω），用户可根据系统需求灵活设置。
2. 使用有源终端网络：在长距离传输中，采用有源终端（如差分放大器）代替被动电阻，提高信号恢复能力。
3. 实施阻抗控制设计：从源头控制信号路径的特性阻抗，确保整个链路一致性。
4. 采用信号完整性仿真工具：借助HFSS、SPICE等软件在设计阶段预测反射风险，提前优化布局。
5. 定期维护与校准：长期使用后，连接器老化、电缆衰减等问题会加剧反射，需定期检测与更换。

案例分析：某高速数据采集系统的反射抑制实践

某企业开发的10Gbps数据采集系统曾因信号反射导致采样误差高达15%。通过引入50Ω终端电阻、优化PCB走线并使用带宽匹配的同轴电缆，反射问题解决，系统误码率下降至0.01%以下。