对于4K媒介的12G-SDI信号，在广播电视领域越来越备受瞩目，单链路12G逐步替代Dual-link 6G和Quad-link 3G构成的12G，对于低速信号（3G/HD/SD）来讲，无论从PCB的设计、信号完整性分析、阻抗设计到线缆的传输、光器件的调制传输等，都比较容易实现，而且技术难点比较低。但是对于单链路12G-SDI的传输，PCB的处理和制作难度则大幅提升。在这里，我们不探讨12G-SDI的应用方案，单纯剖析12-SDI物理层信号的构成与设计点。

        根据傅立叶变换得知，任何非正弦波的周期性波形均可以分解为基频正弦波加上它的整数倍谐波波形，SDI信号也不例外，我们以3G-SDI的60P为例，带宽为2.97GHz，实际上是由1.485GHz的基频正弦波与4.455GHz的三次谐波和7.425GHz的五次谐波构成，其波形呈方波。而12G-SDI（我们仍然以60P为例），带宽为11.88GHz，实际上也是由5.94GHz的基频正弦波与17.82GHz的三次谐波和29.7GHz的五次谐波构成，但是目前所有12G-SDI解决方案中的ASIC，其内部带宽只有8-10GHz左右，甚至无法覆盖12G-SDI的三次谐波17.82GHz，所以导致原本呈现方波的12G-SDI波形，呈现了正弦波。正是由于正弦波的缘故，导致12G-SDI的信号采样保持时间非常短，因此，12G-SDI的PCB设计、信号完整性分析以及阻抗设计等，都与低速的SDI有着巨大的差别。在这里，我们引入SDI的一个关键指标，Rise and Fall Times 译为：上升和下降时间。

        由于12G-SDI呈现正弦波的波形，我们必须在很短的信号周期内采样，并且保证正确的数据值，而数据采样位置是由上升时间决定的，所以，上升时间决定了SDI的采样质量和误码率，过长的时间则造成SDI大量误码导致采样错误。所以，在SMPTE2082-1:2015的执行标准中，严格规定了12G-SDI波形的20%～80%幅度内的上升/下降时间不得大于45ps，上升与下降时间差不得大于18ps。但是在实际应用中，为了增加12G-SDI接收处理电路的裕度，在设计电路时，建议将20%-80%的-3dB带宽提高至Nyquist Frequency以上，计算得出上升时间为（11.88GHz）37.03ps～（11.88GHz/1.001）37.07ps，同时也符合SDI解决方案的ASIC厂家设计的标称上升/下降时间35ps的参数。相对于12G-SDI而言，仅仅只有1/4的3G-SDI的上升时间，对于12G-SDI的信号完整性分析及电磁仿真极其重要，产品设计者的基础理论及其经验决定于产品的性能，产品测试环境的搭建更是必不可少。12G-SDI已成为广播电视行业的分水岭，在4K/8K潮流中，带给我们不仅仅是视觉上的冲击，而在色彩的背后，才是我们追求的目标。

[技术文章版权所有，转载请注明出处]