信號完整性是許多設(shè)計人員在高速數(shù)字電路設(shè)計中涉及的主要主題之一。信號完整性涉及數(shù)字信號波形的質(zhì)量下降和時序誤差，因為信號從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鲿ㄟ^封裝結(jié)構(gòu)、PCB走線、通孔、柔性電纜和連接器等互連路徑。當(dāng)今的高速總線設(shè)計如LpDDR4x、USB3.2Gen1/2(5Gbps/10Gbps)、USB3.2x2(2x10Gbps)、PCIe和即將到來的USB4.0(2x20Gbps)在高頻數(shù)據(jù)從發(fā)送器流向接收器時會發(fā)生信號衰減。本文將概述高速數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)的信號完整性基礎(chǔ)知識和集膚效應(yīng)、阻抗匹配、特性阻抗、反射等關(guān)鍵問題。信號完整性分析概述；USB測試信號完整性分析服務(wù)熱線

從頻域上看，判斷是否是高速數(shù)字信號的準(zhǔn)則不僅是信號的基礎(chǔ)頻率，還包括其高次 波影響。對數(shù)字電路而言，邊沿的速率是直觀的因素之一。在工程上可以認(rèn)為當(dāng)信號邊沿 時間小于4?6倍的互連傳輸時延時，應(yīng)考慮信號完整性的行為。

從時域信號波形來看，我們可以看到后面研究的傳輸線的特征阻抗、反射、串?dāng)_及 同步開關(guān)噪聲等問題都是研究數(shù)字信號從0到1和從1到0跳變時的瞬態(tài)行為，其與邊沿 速率相關(guān)。

這是一個2MHz時鐘信號傳輸?shù)碾娐?，?807時鐘驅(qū)動器輸出（D41）,經(jīng)過一段電路 板走線（TL1）后接一個電阻（R113）,再經(jīng)過一段電路板走線（TL2）連到接收端（D40）, 為什么3807的輸出端要串聯(lián)一個33。的電阻呢？

通過仿真我們可以看到?jīng)]有這個電阻和有這個電阻接收到的信號的差別。

沒有這個電阻時接收到的信號，如圖1.8所示是有這個電阻時接收到的 信號?？梢钥吹疆?dāng)沒有這個電阻時信號有很大的過沖和振鈴產(chǎn)生，串聯(lián)了這個電阻后問題有 很大的好轉(zhuǎn)。 解決方案信號完整性分析聯(lián)系方式信號完整性分析近端串?dāng)_與遠(yuǎn)端串?dāng)_問題?

信號完整性分析

當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計從仿真階段進(jìn)展到硬件環(huán)節(jié)時，您需要使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）來測試高速數(shù)字互連。首先，您需要對通道、物理層設(shè)備、連接器、電纜、背板或印刷電路板的預(yù)期測量結(jié)果有所了解。在獲得實(shí)際測量結(jié)果之后，再將實(shí)際結(jié)果與這個預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。我們的目標(biāo)是，通過軟件和硬件來建立可靠的信號完整性工作流程。硬件測量步驟包括儀器測量設(shè)置，獲取通道數(shù)據(jù)，以及分析通道性能。

對于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）等高動態(tài)范圍的儀器，您需要了解誤差校正，才能確保準(zhǔn)確的S參數(shù)測量。誤差校正包括校準(zhǔn)（測量前誤差校正）和去嵌入（測量后誤差校正）。通過調(diào)整校準(zhǔn)和去嵌入的參考點(diǎn)檢查通道中除了DUT之外的所有節(jié)點(diǎn)項目。

數(shù)字信號頻域分量經(jīng)過隨頻率升高損耗加大的傳輸路徑時，接收端收到 的各個頻率分量，可以看到，如果這些頻率分量要成原來的數(shù)字信號的樣子，其頻譜應(yīng) 該如虛線所示，而實(shí)際上經(jīng)過傳輸線后的頻譜如實(shí)線所示，從而造成信號畸變，從信號眼圖 上看眼睛會閉合。

加重（De-Emphasis）和預(yù)加重（Pre-Emphasis）的示意圖,也就是在發(fā)送信 號時降低低頻分量或提高高頻分量來補(bǔ)償傳輸線對不同頻率下?lián)p耗不一致的影響，使得接收 端的頻譜分布和原來想要傳輸?shù)男盘柣疽恢隆?信號完整性分析概論；

信號完整性的設(shè)計方法（步驟）

掌握信號完整性問題的相關(guān)知識；系統(tǒng)設(shè)計階段采用規(guī)避信號完整性風(fēng)險的設(shè)計方案，搭建穩(wěn)健的系統(tǒng)框架；對目標(biāo)電路板上的信號進(jìn)行分類，識別潛在的SI風(fēng)險，確定SI設(shè)計的總體原則；在原理圖階段，按照一定的方法對部分問題提前進(jìn)行SI設(shè)計；PCB布線階段使用仿真工具量化信號的各項性能指標(biāo)，制定詳細(xì)SI設(shè)計規(guī)則；PCB布線結(jié)束后使用仿真工具驗證信號電源等網(wǎng)絡(luò)的各項性能指標(biāo)，并適當(dāng)修改。

設(shè)計難點(diǎn)信號

質(zhì)量的各項特征：幅度、噪聲、邊沿、延時等。SI設(shè)計的任務(wù)就是識別影響這些特征的因素。難點(diǎn)1：影響信號質(zhì)量的因素非常多，這些因素有時相互依賴、相互影響、交叉在一起，抑制了某一因素可能會導(dǎo)致其他方面因素的惡化，所有需要對各因素反復(fù)權(quán)衡，做出系統(tǒng)化的綜合考慮；難點(diǎn)2：有些影響信號傳輸?shù)囊蛩厥强煽氐模行┦遣豢煽氐摹?信號完整性（SI）、電源完整性（PI）和電磁完整性（EMI）三類性能分析技術(shù)。USB測試信號完整性分析服務(wù)熱線

常見的信號完整性測試常用的三種測試；USB測試信號完整性分析服務(wù)熱線

信號的能量大部分集中在信號帶寬以下，意味著我們在考慮這個信號的傳輸效應(yīng)時， 主要關(guān)注比較高頻率可以到信號的帶寬。

所以，假如在數(shù)字信號的傳輸過程中可以保證在信號的帶寬（0.35億）以下的頻率分量（模 擬信號）經(jīng)過互連路徑的質(zhì)量，則我們可以保證接收到比較完整的數(shù)字信號。

然而，我們會在下面看到在考慮信號完整性問題時由于傳輸路徑阻抗不連續(xù)對信號的反 射，損耗隨頻率的增加而增加的特性等因素，這些頻率分量在傳輸時會有畸變，從而造成接 收到的各個頻率的分量疊加在時并不能完全保證復(fù)現(xiàn)原有的時域的數(shù)字信號。 USB測試信號完整性分析服務(wù)熱線