信号完整性是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收器,则可确定该电路具有较好的信号完整性。随着高速PCB的流行,PCB设计越来越复杂,系统与PCB的工作频率不能一致,就会出现信号完整性问题。下面就来讲讲常见的信号完整性问题有哪些。
1、反射
信号在传输线上传输时,当高速PCB上传输线的特征阻抗与信号的源端阻抗 或负载阻抗不匹配时,信号会发生反射,使信号波形出现过冲、下冲和由此导致的振铃现象。过冲(Overs hoot)是指信号跳变的第一个峰值(或谷值),它是在电源电平之上或参考地电平之下的额外电压效应;下冲(Unders hoot)是指信号跳变的下一个谷值(或峰值)。过大的过冲电压经常长期性地冲击会造成器件的损坏,下冲会降低噪声容限,振铃增加了信号稳定所需要的时间,从而影响到系统时序。
2、 串扰
在PCB中,串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁能量通过互容和互感耦合对相邻的传输线产生的不期望的噪声干扰,它是由不同结构引起的电磁场在同一区域里的相互作用而产生的。互容引发耦合 电流,称为容性串扰;而互感引发耦合电压,称为感性串扰。在PCB上,串扰与走线长度、信号线间距,以及参考地平面的状况等有关。
3、信号延迟和时序错误
信号在PCB的导线上以有限的速度传输,信号从驱动端发出到达接收端,其间存在一个传输延迟。过多的信号延迟或者信号延迟不匹配可能导致时序错误和逻辑器件功能混乱。
以上就是对常见的信号完整性问题的介绍,能够准确地分析PCB的信号完整性,才能提高高速PCB的性能,随着技术的不断发展,PCB设计会越来越复杂,更会产生更加深刻的问题,但也正是这样,才能促进电子行业的发展。