原创 信号完整性（SI）问题，每个PCB工程师都要重点关注的问题-信号完整性是什么意思

原标题：信号完整性（SI）问题，每个PCB工程师都要重点关注的问题

信号完整性（SI）是指信号在传输路基上的质量，随着微电子技术的不断升级完善，集成电路输出开关速度得到提高，PCB板密度大幅增加，也对产品性能和数据处理量提出了更高的要求，促使信号完整性已成为高速数字PCB设计者必须重点关注的问题之一。

如何在PCB板设计中充分考虑信号玩转，并采取有效措施来防范，也开始成为现在的PCB设计行业的热门话题，是PCB设计工程师普遍头痛的首要问题。那么信号完整性问题有哪些，如何避免？

一般来说，在PCB设计中，信号完整性问题主要分类为信号反射、串扰、信号延迟和时序错误。

01 信号反射

信号反射是指信号在传输线上传输时，当PCB板上传输线的特征阻抗和信号的源端阻抗或负载阻抗不匹配时，信号将发生反射，导致信号波形出现过冲、下冲和振铃现象。

过多的过充电压经常长期性冲击，将造成器件损坏，过多的夏虫会降低噪声容限，而振铃现象增加信号稳定所需要的时间，这三种现象将严重影响系统时序，甚至电路。

02 串扰

串扰是指信号在传输线上传输时，因电磁能量通过胡蓉和互感耦合对相邻的传输线产生的噪声干扰，是由不同结构引起的电磁场，在同一区域里的相互作用产生的。胡蓉引发耦合电流是容性串扰；互感引起耦合电压，是感性串扰。

一般来说，PCB上产生的串扰，与走线长度、信号线间距及参考地平面等有关。

03 信号延迟和时序错误

信号延迟是指信号在导线上以有限的速度传输，信号从驱动端发出到接收端接收，这过程中存在一个传输延迟，而过多的信号延迟或不匹配将导致时序错误和逻辑器件功能混乱。

那么遇上这些问题，如何做好信号完整性的PCB设计？

通过总结影响信号完整性的多种因素，再结合凡亿多位老师的设计方法，我们可从以下几个方面来设计：

PCB设计的信号完整性方法

1、终端匹配，可在PCB板上增加终端匹配电路或匹配元件。

2、最小化平行布线的走线长度。

3、缩短信号走线到参考平面的隔离间距。

4、尽量避免平行走线的布线，为走线间提供足够的走线间隔，以减小电感耦合。

5、元件摆放位置要尽量原理I/O接口、易受干扰区域和耦合区域，尽量减小元件间的摆放位置间隔。

6、尽量降低走线阻抗和信号驱动电平。

7、电路设计其他考虑

控制同步切换输出数量，控制各单元的最大边沿速率（dl/dt和dV/dt），从而得到最低且可接受的边沿速率；

在传输线上端接无源元件，如电阻、电容等，以实现传输线与福再见的阻抗匹配；

为高输出功能模块选择差分信号。

以上就是PCB工程师最头疼的信号完整性问题及解决方法，希望对小伙伴们有所帮助，当然也有其他不同的问题及设计技巧，如果需要了解更多，可来看看凡亿教育新推出的《90天凡亿企业线上PCB实战人才培训班》。

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