信號完整性是指信號能夠在傳輸過程中保持其原有特征和形狀的能力。

在數字信號中，信號完整性問題主要造成時序、噪聲和電磁干擾等三種影響和后果。

其中，轉折頻率和帶寬是影響信號完整性的兩個重要因素。

先說轉折頻率和帶寬這兩個概念的定義：

轉折頻率是指一個系統頻率響應從最大值下降到最小值時所對應的頻率。在高速電路設計中，轉折頻率是一個重要的指標，它反映了系統的頻率響應能力。高頻率的信號通過這個系統時，頻率響應會下降，而當信號的頻率達到轉折頻率時，系統的頻率響應將下降到最低點。因此，轉折頻率的值取決于系統的具體設計，需要根據實際應用需求來確定。

帶寬則是指一個系統可以處理的信號頻率范圍。在信號完整性中，系統的帶寬通常是指系統能夠處理的最高頻率和最低頻率之差。帶寬反映了系統對信號的頻率成分的敏感程度，即系統能夠識別和處理哪些頻率成分的信號。一般來說，系統的帶寬越寬，能夠處理的信號頻率成分就越多，信號的信息量也就越大。因此，在高速電路設計中，需要根據實際應用需求來確定系統的帶寬。

之前一篇文章提到過影響信號完整性的是dV/dt，不是頻率，dV/dt是一種時域的描述，時域與頻域是可以通過傅里葉變換進行相互轉換的。

1. 轉折頻率Fknee

所以，在這里要引入一個將上升時間與頻率聯系在一起的重要概念：轉折頻率，轉折頻率的計算表達式為：

其中，Fknee表示轉折頻率，Tr表示上升時間。這個值表示包含了信號能量95%的頻譜的截至點。

根據傅里葉變換，方波可以分解為無窮次正弦波的諧波疊加形式，方波的邊沿即上升沿或下降沿越陡峭，其包含的諧波次數就越多，轉折頻率表示諧波能量累加占總能量95%的諧波次數值。由此可知，Fknee越高，就表示速度越高，速度越高轉折頻率就越高，從而將速度與頻率聯系到一起。

通過這些理論學習，讓我們能更加充分的理解，為什么CLK信號上升時間越短，高次諧波分量越大，對EMC的影響越大，因此我們在電路設計過程中在滿足系統時序的前提下，應該盡量降低這些高頻信號的上升時間。

2. 另一個重要參數---帶寬

經常還會接觸到另一個參數，是帶寬。這個概念主要是因為從模擬領域轉換到數字領域后，需要將頻率響應轉換成上升時間。

具體來說，信號通過傳輸線時，可以看成是信號各頻譜分量同時在傳輸線中傳播，有些頻譜分量會因為損耗而衰減掉，有些則會失真加強。到了接收端后，需要通過頻譜分量響應重新生成信號，將頻率響應轉換為上升時間，這個時候就涉及到這個參數。所以，設備制造商通常會給出這個值告訴使用者設備的精度。

例如，示波器制造商通常會給出每個垂直放大器標出最大工作帶寬，以及探頭標出相應的最大帶寬，超過這個帶寬的頻譜分量會被舍棄掉。憑借經驗，從時域圖中測量10%到90%的上升時間可以得到與帶寬近似關系表達式：BW=0.35/Tr?？梢钥闯觯珺W與FKnee挺像的。

總結：

轉折頻率（Transition Frequency）：

轉折頻率是指信號從低電平變為高電平或從高電平變為低電平的過渡的頻率。

它通常用來描述數字信號的速度，即信號從0到1或從1到0的切換速度。

高轉折頻率意味著信號切換得更快，信號的上升時間和下降時間較短。

帶寬（Bandwidth）：

帶寬是指信號在頻率域上的頻率范圍，它表示信號所包含的頻率分量的寬度。

帶寬通常以赫茲（Hz）為單位表示，表示信號能夠傳輸的頻率范圍。

帶寬與信號的頻率分量有關，通常通過傅里葉變換來分析信號的頻譜。

信號的轉折頻率與帶寬之間存在密切關系，特別是在數字通信系統中：

轉折頻率高的信號通常需要更寬的帶寬來傳輸，因為高速切換的信號包含更多的高頻分量。

帶寬限制了信號傳輸的頻率范圍，如果帶寬不足，信號的高頻分量將被截斷，從而影響信號的完整性和準確性。

在設計高速數字系統時，需要考慮信號的轉折頻率，以確保傳輸線路、電纜、PCB布局等組件都具備足夠的帶寬來支持這些信號。