隨著系統速度不斷提高及設計不斷縮小，電路設計人員保持信號的理想數字特點正變得日益困難。電路中的速度越來越高、電路越來越密，引起了一系列非預期的電氣事件，影響著電路操作。部件放置、走線布局、噪聲和小信號變化，都在日益影響著高速設計。例如，當電路在上GHz的頻率上運行時，走線電感在設計中就顯得更為重要。

工程師必須迅速找到和分析噪聲、建立時間和保持時間超限、毛刺、亞穩定問題、總線爭用、抖動和其它信號問題。在觀察信號行為，查看有問題的高速數字信號的模擬表示時，許多數字問題確定起來要更加簡便。

盡管問題可能表現為數字脈沖放置錯誤，但問題信號的根源可能與信號的模擬特點有關。在低幅度信號變成假邏輯狀態時，或在低速上升時間導致脈沖在時間上發生位移時，模擬特點可能會變成數字問題。在觀察數字脈沖流時，查看同一脈沖的同時模擬視圖，是調試這些問題的第一步。

噪聲是指數字系統中不想要的任何信號。傳輸線、地彈、反射、串擾、振鈴、波傳播都是越來越密、速度越來越快的芯片給當前電路設計帶來的噪聲問題。由于邏輯中擁有更快的上升時間(幾volts/ns的轉換速率)，工程師經常要調試上升時間小于1ns的高速設計。

傳輸線效應

在信號沿著線路來回傳播的時間超過完成轉換所需的時間時(在2Tprop>Trise時)，連接可以作為傳輸線對待。

對FR4材料制成的典型電路板來說，其傳播速度約為15cm/ns。在1ns的上升時間時，比7cm長的任何軌跡都可能會產生傳輸線效應。由于反射和振鈴，源信號和目的信號(接收端)通常不同。在測量這些速度的信號時，探測線路的接收端非常重要。

振鈴和反射

阻尼不足的諧振電路可能會導致振鈴和過沖。電源旁路不足、連接到設備的電源線和地線太長、探測技術差，都會引起振鈴和過沖。不匹配或未端接線路的反射會導致毛刺或其它轉換問題。

這些效應可能會導致不想要的狀態轉換或定時不確定性。某些數字電路會不頻繁地重復碼型。擁有充足帶寬和取樣速率的數字示波器可以輕松地實時捕獲這些不重復的事件。

探頭和探測技術影響著測量質量。高電容負荷可能會降慢信號邊沿，在產生某些問題的同時，也會掩蓋某些問題。讓探頭接觸電路節點，可能會導致某種癥狀消失。來自探頭地線的電感和來自探頭輸入的電容，會構成表現為振鈴的串聯諧振電路，除非諧振頻率提高到示波器帶寬以上。

縮短探頭地線及降低輸入電容，可以提高諧振頻率。傳統探頭的負荷電容可以高達10-15pF。有源探頭減少了這一問題。

帶寬和取樣速率對查看反射來說非常重要。上升轉換的反射位于轉換區域內。對時鐘信號，這可能會導致定時不確定性，或在時鐘輸出中導致抖動。

地彈

地彈是接地線中的電流尖峰導致的設備接地參考中發生的位移。在設備上多個輸出同時開關時，它們會生成大的瞬時接地電流。搭接線、地線和回路中的電壓跌落會導致設備內部的接地電位“反彈”超過系統接地。開關或未開關的輸出中振鈴或毛刺過多，可能會在其它設備中導致不想要的轉換。地彈甚至可能會導致設備丟棄數據。

串擾

這通常是數字設計中的問題，其中異步線路耦合到時鐘線路中。串擾會導致假轉換或“上拉”時鐘邊沿，產生定時誤差或建立時間和保持時間超限。在上升時間加快時，程序會惡化。長探頭地線會讓您看到“假串擾”，因為長地線會產生大的電路環路。

在示波器上觀察串擾時，應考慮通道數量、取樣速率和帶寬。為在DPO上實時捕獲信號，應在所有通道上設置充足的取樣速率。

例如，在電路板走線上的快速轉換信號耦合到(以電容方式和電感方式)附近信號路徑時，就會產生串擾。

在調試過程中應考慮三種串擾模式：電感(或變壓器)耦合的串擾、后向串擾和前向串擾。

當脈沖在線路(入侵者)上傳播時，其會使用電流尖峰改變下一個位置，感應一個磁場，從而發生電感或變壓器耦合的串擾。這個磁脈沖又會在第二條線路(受害者)上感應一個電流尖峰。變壓器在前向產生兩個極性相反的電壓尖峰，在后向產生兩個正的尖峰。

后向串擾是受害者線路在源方向上擴展的相同極性之和。它被視為小的寬脈沖，其寬度相對于線路長度。后向串擾幅度與入侵者脈沖的上升時間無關，而依賴于互阻抗值。

前向串擾是兩個極性相反的脈沖之和，這兩個極限取決于電容和電感的相對值。它傳播到原始的入侵者線路。在受害者線路末尾可以看到前向串擾，是很窄的尖峰，其寬度為入侵者脈沖的上升時間。入侵者脈沖上升時間越快，幅度越高，脈沖形狀越窄。前向串擾依賴成對的線路長度。在串擾位置沿著入侵者脈沖邊沿傳播時，受害者線路中的前向串擾會收到更多的能量。