信号发生器中的信号反射抑制技术详解与实践案例

信号反射对系统性能的影响

在现代通信、雷达、高速数字系统中，信号完整性至关重要。信号反射不仅会导致信号波形畸变（如过冲、下冲、振铃），还可能引起误触发、数据错误甚至硬件损坏。因此，如何在信号发生器应用中有效抑制反射，成为工程师必须掌握的关键技能。

1. 常见导致信号反射的原因

• 传输线长度过长，超过信号上升时间的1/6
• 连接器类型不匹配（如BNC与SMA混用）
• 电缆阻抗不均或破损
• 负载端未加终端电阻
• 信号发生器输出端口未启用端接模式

2. 信号发生器内置的抗反射设计

高端信号发生器（如Keysight、Rohde & Schwarz系列）通常具备以下功能：

• 可编程输出阻抗：支持50Ω、75Ω或高阻抗模式切换，适配不同系统。
• 内部终端匹配：部分型号可在输出端自动加载50Ω终端，防止空载反射。
• 预补偿功能：根据已知负载特性进行相位和幅度补偿，提升信号质量。

3. 实践案例：高速数字信号测试中的反射抑制

场景：某工程师在测试一个1GHz的SPI总线信号时，发现接收端出现明显振铃现象。

分析：通过示波器观察，发现信号上升沿存在过冲和多次振荡，初步判断为信号反射。

解决方案：

1. 更换为50Ω屏蔽同轴电缆；
2. 在接收端并联一个50Ω终端电阻；
3. 将信号发生器设置为50Ω输出阻抗；
4. 使用探头的10×衰减模式减少负载效应。

处理后，信号波形恢复正常，振铃消失。

4. 最佳实践总结

为了最大限度减少信号反射，建议遵循以下流程：

1. 确认系统阻抗标准（一般为50Ω）；
2. 选择匹配阻抗的电缆与连接器；
3. 在接收端添加终端电阻；
4. 启用信号发生器的阻抗匹配模式；
5. 定期进行信号完整性测试。