信號完整性：信號反射轉角，接插件，信號都會發(fā)生反射。那么有多少被反射回傳輸線的起點？衡量信號反射量的重要指標是反射系數(shù)，表示反射=

ZZZ2 1。其中：ZZ12 1抗，Z為變化后的阻抗。假設PCB線條的特性阻抗為50歐姆，傳輸過程中遇到一個100歐2姆的貼片電阻，暫時不考慮寄生電容電感的影響，把電阻看成理想的純電阻，那么反射系100數(shù)為：ρ=

1 1/33.3V100503反射電壓就是1.1V阻抗增加有限值、減小有限值、開路（阻抗變?yōu)闊o窮大、短路（阻抗突然變?yōu)?。阻抗增加有限值：3.3V4.4V。阻抗減小有限值：仍按上面的例子，PCB線條的特性阻抗為50歐姆，如果遇到的電阻是30歐姆，則反射3050系數(shù)為ρ3050=-0.25，反射電壓為3.3*（-0.25）V=-0.825V。此時反射點電壓為3.3V+（-0.825V）=2.475V。開路：開路相當于阻抗無窮大，反射系數(shù)按公式計算為1。即反射電壓3.3V。反射點處電壓為6.6V?？梢姡谶@種極端情況下，反射點處電壓翻倍了。短路：短路時阻抗為0，電壓一定為0。按公式計算反射系數(shù)為-1，說明反射電壓為-3.3V，因此反射點電壓為0。壓。這種反射電壓會改變信號的波形，從而可能會引起信號完整性問題。信號完整性分析---信號反射及阻抗匹配信號反射產生的原因，當信號從阻抗為Z 進入阻抗為Z的線路時，由于阻抗不匹配0 l的原因，有部分信號會被反射回來，也可以用“傳輸線上的回波來概括”。如果源端、負載端和傳輸線具有相同的阻抗，反射就不會發(fā)生了。反射的影響:過沖，當信號的第一個波峰超過原來設定的最大值，信號的第一個波谷超過原來設定的最大值時，為過沖，也就是沖過頭了。下沖，當信號的第二個波峰波谷超過設定值時，稱為下沖。過大的過沖會導致元件保護二極管損壞，而下沖嚴重時會產生假時鐘，導致系統(tǒng)誤讀寫操作。如果過沖過大我們可以采用阻抗匹配的方式消除過沖。在一個周期。震蕩是消除電路多余能量的一種方式。通（振鈴）是指終端的阻尼小，過阻尼（環(huán)繞）是指終端的阻尼大了。(不只是分布式電路才會產生振蕩，集總電路LCQQ衡量)Q<1/2阻抗匹配，由于源端與負載端的阻抗不匹配才引起信號的反射，因此要進行阻抗匹配，從而降低反射系數(shù)，可以在源端串接阻抗，或者負載端并行接阻抗。反射系數(shù)公式：P=(Z1-Z0)/(Z1+Z0)阻抗匹配端接技術匯總單電阻端接經總結：串聯(lián)電阻匹配一般適用于單個負載的情況。一、（不太適用太高的高速二、并行端接并行匹配（更適用于高速）1、單電阻并行端接缺點：降低了輸出的高電平，匹配電阻接地會造成下降沿過快（接電源上升源變快這樣會導致波形占空比不平衡2、戴維寧并行接法缺點：靜態(tài)直流功率過大，在TTLCMOS3、并行AC端接優(yōu)點：AC端接避免較多的電源消耗，缺點：由于電容的大小很難確定，大電容會吸收較大電流增加電源損耗，小電容則會減弱匹配效果，建議通過仿真來確定電容值。串擾：解的地方。軌道塌陷：你可能注意到了，又是阻抗，理解阻抗是理解信號完整性問題的關鍵。重視信號上升時間pcb都和它有關，你必須對它足夠重視。10-901090%所經歷20-802080都被采用，從IBIS20-80IBIS模型中大致估計這個值，不幸的是，不是每種芯片你都能找到IBISps信號上升時間的減小，從頻譜分析的角度來說，相當于信號帶寬的增加，也就是信號中有更多的高頻分量，正是這些高頻分量使得設計變得更加困難?；ミB線必須作為傳輸線來對待，從而產生了很多以前沒有的問題。因此，學習信號完整性，你必須有這樣的概念：性問題的罪魁禍首。信號上升時間與帶寬要重視信號上升時間，很多信號完整性問題都是由信號上升時間短引起的。本文就談談一個基礎概念：信號上升時間和信號帶寬的關系任何信號都可以分解成一系列不同頻率的正弦信號，方波中包含了非常豐富的頻譜成分。1.65v100MHz1.65v3諧波都是100MHz的整數(shù)倍。圖1是疊加不同諧波前后的比較，左上角的是直流偏置的100MHz3次諧波后的波形，有點類似于方波了。左下角是基頻+3+5+3+5+7影響信號完整性的不是波形的重復頻率，而是信號的上升時間。什么是地彈板“地”為參考，就像是芯片內部的“地”電平不斷的跳動，因此形象的稱之為地彈groundbounc。當器件輸出端有一個狀態(tài)跳變到另一個狀態(tài)時，地彈現(xiàn)象會導致器件片，其引腳會存在電感電容等寄生參數(shù),而地彈正是由于引腳上的電感引起的。我們可以用下圖來直觀地解釋一下。圖中開關Q我們可以用下圖來直觀地解釋一下。圖中開關Q狀態(tài)。假定由于電路狀態(tài)裝換，開關接通RL一定的電壓差，如圖中VG。這種由于輸出轉換引起的芯片內部參考地電位漂移就是地彈。AAA個與地彈噪聲相同的噪聲。理解臨界長度理解臨界長度理解臨界長度最好從時間角度來分析。信號在pcb走線上傳輸需要一定的時間，普通FR46那么準確的定義是什么？實際中反射都是發(fā)生多次的，雖然第一次信號反射回到源端的當pcb20%1nspcb0.2*6=1.2inch1.2inch3cm。信號上升時間要地位。特性阻抗當信號在傳輸線上傳播時，信號感受到的瞬態(tài)阻抗與單位長度電容和材料的介電常數(shù)有83C83Crl

。如果PCB上線條的厚度和寬度不變，并且走線和返回平面間距態(tài)阻抗說明了傳輸線的特性，稱為特性阻抗。如果PCB走線和返回平面間距離減小，電容增大，特性阻抗也減小。一個很重要的特性阻抗就是自由空間的特性阻抗，也叫自由空間的波阻抗，在EMC中非常重u 0 0要。自由空間特性阻抗為Z0= =377u 0 0對于常見的FR4板材的PCB板上，特性阻抗的典型結構如圖所示。對于微帶線，線寬W是介質厚度h的2倍。對于帶狀線，線條兩側介質總厚度b是線寬W的兩倍。FR4板材的PCB板上，特性阻抗傳輸線另一個特性是：單位長度電容=3.3pF/in單位長度電容=8.3nH/in了解這些特殊的特性阻抗，對于設計電路板有一定的參考意義，能讓我們在制作電路前有個直覺的認識。多長的走線才是傳輸線這和信號的傳播速度有關，在FR4板材上銅線條中信號速度為6in/ns60英寸長的PCB走線，如圖1所示，返回路徑是PCB信號在這條走線上向前傳播，傳輸?shù)阶呔€盡頭需要10ns，返回到源端又需要10ns，則總的往返時間是20ns1ns1ns6實際上，在信號線條和返回地平面間存在寄生電容，如圖2所示。當信號向前傳播過程中，A點處電壓不斷不變化，對于寄生電容來說，變化的電壓意味著產生電流，方向如圖中虛線信號在向前傳播所經過的每一點都會感受到一個阻抗是存在，但是沒有電壓的變化，電容相當于開路，這對應的就是直流情況。電阻。信號振鈴是怎么產生的信號的反射可能會引起振鈴現(xiàn)象，一個典型的信號振鈴如圖1所示PCB走線的特性阻抗，那么在沒有源端端接的情況下，必然產生信號振鈴。號完整性問題時，一定時時注意阻抗問題。的傳輸線必須進行阻抗匹配端接。PCB走線寬度變化產生的反射在進行PCB布線時，經常會發(fā)生這樣的情況：走線通過某一區(qū)域時，由于該區(qū)域布線空間有限，不得不使用更細的線條，通過這一區(qū)域后，線條再恢復原來的寬度。走線寬度變化會引起阻抗變化，因此發(fā)生反射，對信號產生影響。那么什么情況下可以忽略這一影響，又在什么情況下我們必須考慮它的影響？5%（的噪聲預算有關，根據(jù)反射系數(shù)公式：

ZZ 2 ZZ2

ZZ2Z1

50%可以計算出阻抗大致的變化率要求為：ZZ10% 。你可能知道，電路板上阻抗的典1型指標為+/-10%，根本原因就在這。如果阻抗變化只發(fā)生一次，例如線寬從8mil6mil6mil5%10FR48mil4mil46.56mil抗變成54.2歐姆，阻抗變化率達到了208mil6mil2cm8mil。那2cm6mil0.2V-0.2*1.2=0.24v6mil0.04V，小于5%20%，反射信號就不會造成問題。如果信號上升時間為1ns，0.2ns1.2英寸，反射就不會產生問題。也就是說，對于本例情況，6mil寬走線的長度只要小于3cm就不會有問題。當PCB需要指出的是，實際的PCB加工中，參數(shù)不可能像理論中那樣精確，理論能對我們的設造成本適當調整。接收端容性負載的反射實際的器件的輸入端必然存在寄生電容好復雜，這么多寄生電容！其實很簡單，想想電容是什么？兩個金屬板，中間是某種PCB板內層的電源或PCBFR4下面研究一下信號終端的電容有什么影響。將模型簡化，用一個分立電容元件代替所有寄生電容，如圖1所示。我們考察B點電容的阻抗情況。I

dC Vc dt隨著電容的充電，電壓變化率逐漸減小（電路原理中的瞬態(tài)過程不斷減小。即電容的充電電流是隨時間變化的。V V

dc C Vdt增大。充電時間無窮大時，電容相當于開路，阻抗無窮大。A點的信號經過一個下沖會逐漸升高，最終達到開路電壓。因此電容負載使源端信號產生局部電壓凹陷。精確波形和傳輸線的特性阻抗、電容量、信號上升時間有關。RC電容兩端電壓，即B點電壓隨RC充電電路的時間常數(shù)呈指數(shù)增加（基本電路原理。因此電容對接收端信號上升時間產生影響。1eRC充電電路的時間常數(shù)為ZC，這是B1e37%B10%~90%上升時間為10902.2ZC。5010pF10~901.1ns。如果信號1.1ns，那么B點電壓上升時間主要由電容充電時間決定。如果信號上升時間大于1.1ns實際應比這個值小21ns，電容使信號上升時間增加1ns0.2ns，那么這么一點點增加可能不會有什么影響。如果電容造成的上升這涉及到電路的時序分析和時序設計。總之接收端電容負載的影響有兩點：1、使源端（驅動端）信號產生局部電壓凹陷。2、接收端信號上升時間延長。在電路設計中這兩點都要考慮特性阻抗和頻率有關嗎？LCLC下面的公式表示Z0

，L表示傳輸線的單位長度電感，C為單位長度電容。乍一