串?dāng)_和反射影響信號的完整性

定義：信號完整性（Signal Integrity,簡稱SI）是指在信號線上的信號質(zhì)量。差的信號完整性不是由某一單一因素導(dǎo)致的，而是板級設(shè)計中多種因素共同 引起的。當(dāng)電路中信號能以要求的時序、持續(xù)時間和電壓幅度到達接收端時，該電路就有很好的信號完整性。當(dāng)信號不能正常響應(yīng)時，就出現(xiàn)了信號完整性問題。

信號完整性包含：
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1、波形完整性（Waveform integrity）

2、時序完整性（Timing integrity）

3、電源完整性（Power integrity）

信號完整性分析的目的就是用最小的成本，最快的時間使產(chǎn)品達到波形完 整性、時序完整性、電源完整性的要求。

我們知道：電源不穩(wěn)定、電源的干擾、信號間的串?dāng)_、信號傳輸過程中的反射，這些都會讓信號產(chǎn)生畸變，看下面這張圖，你就會知道理想的信號，經(jīng)過：反射、串?dāng)_、抖動，最后變成什么鬼。

如果你的示波器測試上這樣的信號，你一定會問，為什么會這樣，怎么去解決。

首先我們說一下反射：

反射－－初始波

當(dāng)驅(qū)動器發(fā)射一個信號進入傳輸線時，信號的幅值取決于電壓、緩沖器的內(nèi)阻和傳輸線的阻抗。驅(qū)動器端看到的初始電壓決定于內(nèi)阻和線阻抗的分壓。

反射系數(shù)

其中-1≤ρ≤1

當(dāng)ρ=0時無反射發(fā)生

當(dāng)ρ=1(Z?2?=∞，開路)時發(fā)生全正反射

當(dāng)ρ=-1(Z?2?=0，短路)時發(fā)生全負反射

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初始電壓，是源電壓Vs（2V）經(jīng)過Zs（25歐姆）和傳輸線阻抗（50歐姆）分壓。

Vinitial=1.33V

后續(xù)的反射率按照反射系數(shù)公式進行計算

源端的反射率，是根據(jù)源端阻抗（25歐姆）和傳輸線阻抗（50歐姆）根據(jù)反射系數(shù)公式計算為-0.33；

終端的反射率，是根據(jù)終端阻抗（無窮大）和傳輸線阻抗（50歐姆）根據(jù)反射系數(shù)公式計算為1；

我們按照每次反射的幅度和延時，在最初的脈沖波形上進行疊加就得到了這個波形，這也就是為什么，阻抗不匹配造成信號完整性不好的原因。

由于連接的存在、器件管腳、走線寬度變化、走線拐彎、過孔會使得阻抗不得不變化。所以反射也就不可避免。

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電壓后者電流有變化，自然就會往外輻射電磁波。

串?dāng)_是指當(dāng)信號在傳輸線上傳播時，因電磁耦合對相鄰的傳輸線產(chǎn)生的不期望的電壓噪聲。

串?dāng)_是由電磁耦合引起的，耦合分為容性耦合和感性耦合兩種。

容性耦合是由于干擾源（Aggressor）上的電壓變化在被干擾對象（Victim）上引起感應(yīng)電流從而導(dǎo)致的電磁干擾；而感性耦合則是由于干擾源上的電流變化產(chǎn)生的磁場在被干擾對象上引起感應(yīng)電壓從而導(dǎo)致的電磁干擾。因此，信號通過一導(dǎo)體時會在相鄰的導(dǎo)體上引起兩類不同的噪聲信號：容性耦合信號和感性耦合信號。

感性耦合：

容性耦合：

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審核編輯 ：李倩

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