信号完整性与电源完整性

Posted 2021-02-21 refrainh

第8章 传输线与反射

如果信号沿互连传播时收到的阻抗发生变化，则一部分信号将被反射，另一部份发生失真并继续传播下去，这一原理正是单一线网中多数信号完整性问题产生的主要原因。

由于阻抗突变而引起的反射和失真会使信号质量下降。一些情况下，表现得像是振铃。引起信号电平下降的夏虫可能会超过噪声容限，造成误触发。下图示例出短传输线末端由于阻抗突变而引起的反射噪声。

 

 

 第一 要保持互连的瞬时阻抗恒定，因此，制造阻抗可控的电路板变得更重要；

 第二 可以在传输线的终端进行阻抗匹配。无论如何高效地设计出一条均匀传输线，终端处的阻抗总会发生变化。这样，无论是否为受控阻抗，在终端的反射造成噪声传播就会引起振铃；

 第三 即使已经是可控阻抗互连和终端端接，布线的拓扑结构也会影响反射。当一条信号线分成两个分支时，阻抗就会突变。为了使阻抗的变化和反射噪声最小化，一个重要的策略就是维持一个线性的布线拓扑，线上不要有分支和桩线； 

 8.1 阻抗突变处的反射

信号沿传输线传播时，无论什么原因使瞬时阻抗发生了变化，部分信号将沿着与原传播方向相反的方向反射，而另一部分将继续传播，但幅度有所改变。将瞬时阻抗发生改变的地方称为阻抗突变，或简称突变。

反射信号的量值由瞬时阻抗的变化量决定，如下图所示，如果第一个区域的瞬时阻抗为Z1,第二个区域的瞬时阻抗为Z2，则反射信号与入社信号的幅值之比为

 

                                                  

 

 

 

 

8.2 为什么会有反射

为了减小信号由于瞬时阻抗改变而造成的反射问题，以下是该问题的4个重要的设计点

1. 使用可控阻抗互连；

2. 传输线两端至少有一个端接匹配；

3. 选择布线拓扑结构，使多分支的影响最小化；

4. 让几何结构的任何突变都最小化；