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1、第10章 信號完整性分析：重點內(nèi)容：掌握信號完整性分析的基本概念信號完整性分析規(guī)則設置掌握高頻布線的一些技巧,一、信號完整性分析的基本概念（1）：,,信號完整性（Signal Integrity）簡稱SI，是指信號在信號線上的質(zhì)量，是信號在電路中能以正確的時序和電壓作出響應的能力。信號具有良好的完整性是指在需要的時刻必須達到的電壓數(shù)值。差的信號完整性不是由某個單一的因素導致的，而是板級設計中多種因素共同引起的。

2、 集成電路（Integrated Circuit）簡稱IC，它的開關速度高，端接元件的布局不正確或者高速信號的錯誤布線都會引起信號完整性問題，從而可能使系統(tǒng)輸出不正確的數(shù)據(jù)、或者電路工作不正常甚至完全不能工作。,,,一、信號完整性分析的基本概念（2）：,,電路板上的導線具有電阻、電容和電感等電氣特性。在高頻電路設計中，電路板線路上的電容和電感會使導線等效于一條傳輸線。傳輸線是所有導體與其接地回路的總和。傳輸線上的線路阻抗和外接負載不匹

3、配會導致信號反向現(xiàn)象，從而引起信號完整性問題。電路的阻抗會使信號達不到規(guī)定的電壓幅度從而影響信號的完整性。 電路板上導線的耦合可能將串擾信號引入到鄰近線路中，當耦合或串擾信號足夠大時，接收串擾信號的線路就會出現(xiàn)信號完整性問題。串擾影響的線路可能不止是鄰近的一條線路，有時甚至會影響到其他相鄰線路上的信號。主要的信號完整性問題包括反射、串擾、振蕩、地彈等。,,,一、信號完整性分析的基本概念（3）：,,信號完整性又分為時域信

4、號完整性和頻域信號完整性。時域信號完整性是以時間為基準的電壓或電流的變化過程，可以用示波器觀察。它通常用于找出管腳到管腳的延時、偏移、過沖、下沖和建立時間等。頻域信號完整性是以頻率為基準的電壓或電流的變化過程，可以用頻譜分析儀觀察。它通常用于波形和FCC、EMI控制限制之間的比較等。,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,在DXP的PCB編輯環(huán)境中，執(zhí)行菜單命令Design|Rules，系統(tǒng)將彈出PCB設計規(guī)則設置對話框，在該對話框中打開

5、Design Rules的樹狀目錄，選擇其中的Signal Integrity規(guī)則設置選項，如圖所示。,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(1) 激勵信號（Signal Stimulus），如圖所示。,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(2) 信號過沖的下降沿（Overshoot-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(3) 信號過沖的上升沿（Overshoot-Risin

6、g Edge），如圖所示。,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(4) 信號下沖的下降沿（Undershoot-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(5) 信號下沖的上升沿（Undershoot-Rising Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(6) 阻抗約束（Impedance），如圖所示。,,,,,,,,,,,二、設置信號完整

7、性分析規(guī)則：,,(7) 信號高電平（Signal Top Value），如圖所示。,,,,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(8) 信號基值（Signal Base Value），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(9) 飛升時間的上升沿（Flight Time-Rising Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(10) 飛升時間的下降

8、沿（Flight Time-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(11) 上升邊沿斜率（Slope-Rising Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,,,二、設置信號完整性分析規(guī)則：,,(12) 下降邊沿斜率（Slope-Falling Edge），如圖所示。,,,,,,,,,,,,,,,,,三、高頻布線的一些技巧：,,（1）高頻布線應該考慮的問題1：

9、 合理選擇層數(shù)。利用中間內(nèi)層平面作為電源和地線層，可以起到屏蔽的作用，有降低寄生電感、縮短信號線長度、降低信號間的交叉干擾，一般情況下，四層板比兩層板的噪聲低20dB。 走線方式。走線必須按照45度角拐彎，這樣可以減小高頻信號的發(fā)射和相互之間的耦合。 走線長度。走線長度越短越好，兩根線并行距離越短越好。 過孔數(shù)量。過孔數(shù)量越少越好。 層間布線方向。層間布線方向應該取垂直方向，就是頂層為水平方向，底層

10、為垂直方向，這樣可以減小信號間的干擾。,,,,三、高頻布線的一些技巧：,,（1）高頻布線應該考慮的問題2： 敷銅。增加接地的敷銅可以減小信號間的干擾。 包地。對重要的信號線進行包地處理，可以顯著提高該信號的抗干擾能力，當然還可以對干擾源進行包地處理，使其不能干擾其它信號。 信號線。信號走線不能環(huán)路，需要按照菊花鏈方式布線。 去耦電容。在集成電路的電源端跨接去耦電容。 高頻扼流。數(shù)字地、模