1、訊號完整性

訊號完整性(SI)，是指訊號電壓(電流)完美的波形形狀及質量。由於物理互連造成的干擾和噪聲，使得連線上訊號的波形外觀變差，出現了非正常形狀的變形，稱為訊號完整性被破壞。訊號完整性問題是物理互連在高速情況下的直接結果。

訊號完整性強調訊號在電路中產生正確響應的能力。

訊號完整性(SI)可以泛指由互連線引起的所有訊號電壓電平和電流不正常現象，包括：噪聲、干擾和時序等。

狹義的訊號完整性，是指訊號電壓(電流)波形的形狀及質量,包括反射和串擾。由於物理互連造成的干擾和噪聲，使得連線上訊號的波形外觀變差，出現了非正常形狀的變形，稱為訊號完整性被破壞。

訊號完整性問題是物理互連在高速情況下的直接結果。

2、高速訊號

100MHz時鐘是個界限，被模糊地稱作高速數字晶片和系統。嚴格講：高頻不一定高速；低頻也不見得低速。

當系統中的數字訊號的上升邊小於1納秒(ns)時，我們稱之為高速執行。此時互連不再透明，可能對電路和系統造成顛覆性後果。

訊號不完整問題，是物理互連在高速下的直接嚴重結果。

3、互聯的範疇

物理互連（Interconnect）包括晶片內連線、晶片封裝、PCB板及電子系統連線等，它們極大地影響高速時的訊號和電源分配網路質量。

真實的互連線，包括晶片內連線、壓焊點、封裝引線、晶片引腳；晶片外的PCB板線接頭、線條、接外掛、連線電纜等。此外還有各種無源元件，包括介質、基板、遮蔽盒、機殼、機架等。

4、訊號完整性分類

訊號完整性討論的主要物件是數字訊號，可以稱這是一種模擬效應。數字訊號的前沿包含大量的高頻成分。

按照通常的說法，訊號完整性分為晶片和PCB兩個著力點。二者原理上相通、技術上有別。

分析和測量有時域和頻域兩類視點和途徑。
 

5、反射

反射(reflection)是指傳輸線上有回波(echo)。訊號功率(電壓和電流)的一部分經傳輸線上傳輸到負載端，但是有一部分被反射回來形成振鈴(ringing)。

6、過沖

過沖(overshoot)是指第一個峰值或谷值超過設定電壓；下衝(undershoot)是指緊鄰的下一個谷值或峰值超過設定電壓；振鈴(ringing)就是反覆出現過沖和下衝。

7、串擾

串擾(crosstalk)是指在兩個不同的電效能網路之間的互作用。產生串擾的稱為Aggressor，而被幹擾的稱為Victim。通常，每一個網路既是Aggressor，又是Victim。

8、地彈

地彈是返回路徑中兩點之間的電壓，它是由於迴路中電流變化而產生的。當流經接地迴路電感上的電流變化時，在接地迴路導線上產生的電壓稱之為地彈。

9、電磁干擾

電磁干擾(EMI,ElectroMagnetic Interference)，也被統統歸為電磁相容(EMC)。它是一個傳輸線(例如電纜、導線或封裝的管腳)具有的天線特性結果。印製電路板、積體電路和許多電纜發射並形成電磁干擾現象。FCC（美國聯邦通訊委員會）定義了對於一定頻率的最大發射水平(例如，應用於飛行控制器領域)。
 

10、訊號完整性分析技術

分析訊號完整性分為時域和頻域兩種途徑和手段。

時域(time domain)是對一個訊號波形進行的示波器觀察，它通常用於找出管腳到管腳的時延、錯位、過沖、下衝以及建立時間。

頻域(frequency domain)是對一個訊號波形進行的頻譜分析儀觀察，它通常用於波形與FCC以及其它EMI控制限制之間的比較。一個生動的例子就是收音機——你在時域中收聽它，但是為了找到喜歡的電臺位置你卻需要在頻域內搜尋。

11、傳輸線模型

傳輸線(transmission line)是一個網路(導線)，它的返回路徑可能是地、電源等。

設計高速PCB，用一半精力關注互連。採用傳輸線模型，考察傳輸線效應。PCB設計師從傳輸線的角度設計互連已經到90％以上。在設計中引入特性阻抗及匹配、反射、駐波等概念分析。

互連線本質上就是傳輸線。一條為訊號線(Signal path)，另一條為返回線(Return path)，返回線不能理解成地線。設計訊號線，也要設計返回線物理尺寸，讓返回線靠近訊號線等。

按傳輸線的概念看待互連，才容易用阻抗觀點理解反射；用迴路互感理解串擾；用淨電感理解地彈等等。
 

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