信號(hào)完整性包括哪些

信號(hào)完整性(英語(yǔ)：Signal integrity, SI)是對(duì)于電子信號(hào)質(zhì)量的一系列度量標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字電路中，一串二進(jìn)制的信號(hào)流是通過(guò)電壓(或電流)的波形來(lái)表示。然而，自然界的信號(hào)實(shí)際上都是模擬的，而非數(shù)字的，所有的信號(hào)都受噪音、扭曲和損失影響。在短距離、低比特率的情況里，一個(gè)簡(jiǎn)單的導(dǎo)體可以忠實(shí)地傳輸信號(hào)。而長(zhǎng)距離、高比特率的信號(hào)如果通過(guò)幾種不同的導(dǎo)體，多種效應(yīng)可以降低信號(hào)的可信度，這樣系統(tǒng)或設(shè)備不能正常工作。信號(hào)完整性工程是分析和緩解上述負(fù)面效應(yīng)的一項(xiàng)任務(wù)，在所有水平的電子封裝和組裝，例如集成電路的內(nèi)部連接、集成電路封裝、印制電路板等工藝過(guò)程中，都是一項(xiàng)十分重要的活動(dòng)。信號(hào)完整性考慮的問(wèn)題主要有振鈴(ringing)、串?dāng)_(crosstalk)、接地反彈、扭曲(skew)、信號(hào)損失和電源供應(yīng)中的噪音。

一般討論的信號(hào)完整性基本上以研究數(shù)字電路為基礎(chǔ)，研究數(shù)字電路的模擬特性。主要包含兩個(gè)方面：信號(hào)的幅度(電壓)和信號(hào)時(shí)序。與信號(hào)完整性噪聲問(wèn)題有關(guān)的四類噪聲源：

1、單一網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)質(zhì)量

2、多網(wǎng)絡(luò)間的串?dāng)_

3、電源與地分配中的軌道塌陷

4、來(lái)自整個(gè)系統(tǒng)的電磁干擾和輻射當(dāng)電路中信號(hào)能以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅度到達(dá)接收芯片管腳時(shí)，該電路就有很好的信號(hào)完整性。

當(dāng)信號(hào)不能正常響應(yīng)或者信號(hào)質(zhì)量不能使系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作時(shí)，就出現(xiàn)了信號(hào)完整性問(wèn)題。信號(hào)完整性主要表現(xiàn)在延遲、反射、串?dāng)_、時(shí)序、振蕩等幾個(gè)方面。一般認(rèn)為，當(dāng)系統(tǒng)工作在50MHz時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)完整性問(wèn)題，而隨著系統(tǒng)和器件頻率的不斷攀升，信號(hào)完整性的問(wèn)題也就愈發(fā)突出。元器件和PCB板的參數(shù)、元器件在PCB板上的布局、高速信號(hào)的布線等這些問(wèn)題都會(huì)引起信號(hào)完整性問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，甚至完全不能正常工作。信號(hào)完整性和低功耗在蜂窩電話設(shè)計(jì)中是特別關(guān)鍵的考慮因素，EP諧波吸收裝置有助三階諧波頻率輕易通過(guò)，并將失真和抖動(dòng)減小至幾乎檢測(cè)不到的水平。隨著集成電路輸出開關(guān)速度提高以及PCB板密度增加，信號(hào)完整性已經(jīng)成為高速數(shù)字PCB設(shè)計(jì)必須關(guān)心的問(wèn)題之一。元器件和PCB板的參數(shù)、元器件在PCB板上的布局、高速信號(hào)的布線等因素，都會(huì)引起信號(hào)完整性問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，甚至完全不工作。 如何在PCB板的設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮到信號(hào)完整性的因素，并采取有效的控制措施，已經(jīng)成為當(dāng)今PCB設(shè)計(jì)業(yè)界中的一個(gè)熱門課題。