信號完整性基礎-反射

01

概述

（1）定義：信號在傳輸線傳播的過程中遇到阻抗不連續(xù)時造成部分信號回彈的現(xiàn)象，稱之為反射。

反射的影響：反射會帶來過沖、振鈴、回溝等一系列現(xiàn)象，容易造成器件失效、邏輯判斷出錯、EMI等問題。

圖1 反射問題示意圖

（2）什么時候需要考慮反射：只有當走線的長度達到高速信號定義時需要考慮反射（信號邊沿小于4~6倍的走線時延）。如果走線很短，產(chǎn)生的反射會被掩蓋在邊沿之中。

如下圖邊沿時間為0.1ns和0.3ns的信號在60mil和300mil走線不連續(xù)情況下的仿真結果。

圖2、3 ADS仿真：不同邊沿和走線長度對信號的影響

（3）傳輸過程中任何不均勻都會導致阻抗不連續(xù)，從而產(chǎn)生反射，比如線寬變化、過孔、連接器、走線分支等。

實際設計中，對于高速走線需要盡量減少過孔數(shù)量、同一層盡量保證走線寬度一致、減少走線分支。

圖4 PCB中造成反射的常見案例

02

正負反射

（1）反射系數(shù)：反射信號與入射信號的比值，反射系數(shù)為正，則該反射為正反射。反射系數(shù)為負，該反射為負反射。

公式：