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现今,越来越多的现代电子系统面临着高速、大容量数据流的传输与处理问题。在许多领域都需要设计和应用高速数据采集系统,以实现较短时间内获取大量数据,而数据采集卡作为数据采集系统的核心,在数据采集系统中起着举足轻重的作用。日益复杂的高速系统给印制电路板的设计提出了更加严格的要求——随着信号高频分量的不断增加,信号延迟、反射、串扰以及电磁干扰等一系列在低速系统中没有给予重视的问题变得特别关键。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素,都会引起信号完整性问题,导致系统工作的不正常。本文介绍了高速PCB设计中出现的信号完整性问题,对高速环境下出现的时序、反射、串扰和电源完整性等问题进行了深入讨论,并利用Cadence公司EDA软件SPECCTRAQuest对关键信号网络作了详细的仿真。根据以上研究结果,本文采用基于信号完整性分析的设计方法设计实现了达到212MSPS采样频率,A/D有效转换位为7位的单通道PCI高速数据采集卡。在设计过程中充分考虑信号完整性理论,运用高速电路的分析方法,借助集成化的EDA工具,将信号完整性分析和实际设计制版过程相结合,设计出符合高速电路设计要求的PCB版图。最终制板得到的数据采集卡性能稳定可靠、系统工作正常。采用基于信号完整性分析的设计方法缩短了研发周期,降低了成本,也进一步表明信号完整性分析对于高速PCB设计的重要性。