河北信号完整性分析故障

时间：2024年03月11日来源：

信号完整性（英语：Signal integrity, SI）是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中，一串二进制的信号流是通过电压（或电流）的波形来表示。然而，自然界的信号实际上都是模拟的，而非数字的，所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里，一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体，多种效应可以降低信号的可信度，这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务，在所有水平的电子封装和组装，例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中，都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主要有振铃（ringing）、串扰（crosstalk）、接地反弹、扭曲(skew)、信号损失和电源供应中的噪音。信号完整性分析方法信号完整性分析概述。河北信号完整性分析故障

信号完整性分析的传输线理论

传输线的定义

传输线可定义为传输电流的有信号回流的信号线，所以，电路板上的走线、同轴电缆、双绞线等有信号回流的信号传输路径都可以看作传输线。前面我们说过，当信号互连的电路尺寸接近信号中设计者所关心的比较高频率的波长时，互连线上不同位置的电压或电流的大小与相位均可能不相同，需要用到分布式元件来考虑。

现代的智能手机、计算机、通信设备等电子产品都内含复杂的电路板，这些电路板上的走线都可以认为是传输线，它们负责把各种芯片连接在一起，并相互进行通信，河北信号完整性分析故障信号完整性分析概述；

数字信号频域分量经过随频率升高损耗加大的传输路径时，接收端收到的各个频率分量，可以看到，如果这些频率分量要成原来的数字信号的样子，其频谱应该如虚线所示，而实际上经过传输线后的频谱如实线所示，从而造成信号畸变，从信号眼图上看眼睛会闭合。

加重（De-Emphasis）和预加重（Pre-Emphasis）的示意图,也就是在发送信号时降低低频分量或提高高频分量来补偿传输线对不同频率下损耗不一致的影响，使得接收端的频谱分布和原来想要传输的信号基本一致。

时域数字信号转换得到的频域信号如果起来，则可以复现原来的时域信号。如图1・2 所示描绘了直流频率分量加上基频频率分量与直流频域分量加上基频和3倍频频率分量，以及5倍频率分量成的时域信号之间的差别，我们可以看到不同频域分量的所造成的时域信号边沿的差别。频域里包含的频域分量越多，这些频域分量成的时域信号越接近真实的数字信号，高频谐波分量主要影响信号边沿时间，低频的分量影响幅度。当然，如果时域数字信号转变岀的一个个频率点的正弦波都叠加起来，则可以完全复现原来的时域数字信号。其中复原信号的不连续点的震荡被称为吉布斯震荡现象。数字信号完整性测试进行分析；

信号完整性是许多设计人员在高速数字电路设计中涉及的主要主题之一。信号完整性涉及数字信号波形的质量下降和时序误差，因为信号从发射器传输到接收器会通过封装结构、PCB走线、通孔、柔性电缆和连接器等互连路径。当今的高速总线设计如LpDDR4x、USB3.2Gen1/2(5Gbps/10Gbps)、USB3.2x2(2x10Gbps)、PCIe和即将到来的USB4.0(2x20Gbps)在高频数据从发送器流向接收器时会发生信号衰减。本文将概述高速数据速率系统的信号完整性基础知识和集肤效应、阻抗匹配、特性阻抗、反射等关键问题。信号完整性测试项目可以分为几大类；河北信号完整性分析故障

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高速电路信号完整性问题

信号完整性要求就是信号从发送端到互连传输过程中以正确的时序、幅度及相位到达接受端，并且接受端能正常的工作，或者可以说信号在互连传输中能很好的保持时域和频域的特性。通常还有以下两种定义：

1.当信号的边沿时间小于4-6倍的互连传输时延，需要考虑信号的完整性问题。

2.当线传播时延大于驱动端的上升沿或下降沿将会引起传输的非预期的结果。

3.简单说下时域和频域的关系，时域:是真实世界的，指的是时间域，自变量是时间。频域:是用于分析时域的一种方法，指的是频率域，自变量是频率。河北信号完整性分析故障

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