為了啟動信號完整性問題分析，我們將需要各種技術來檢查信號完整性。

 

信道模擬：我們有一個信道，它構成一個發射機
，一個接收機。眼圖告訴我們信道降低傳輸信號的程度。正如我們在圖像中看到的
，在Tx側，眼睛是睜開的，“0”和“1”級別可以很容易地被發現。當信號穿過信道到達接收端時，眼睛幾乎閉上，接收器很難區分“0”和“1”。這就是我們知道信號完整性問題普遍存在的地方。

 

 

識別信號劣化的根本原因：下一步是使用混合模式S參數分析和時域反射儀找出信號劣化的根本原因。讓我們考慮傳輸線部分

，並在端口S11發送頻率為f0的正弦波。S11是反射係數，與回波損耗有關。它告訴我們有多少信號從端口1反射回來。參數S21告訴我們傳輸線如何傳輸信號。S21是傳輸係數
，它與插入損耗有關。

 

 

現在的問題是，我們什麼時候可以使用混合模式S參數分析
？當我們使用一對傳輸線從差分端口1和2傳輸差分信號時，就會使用這些參數。混合模式參數告訴我們傳輸對差分和公共信號的反應。

 

 

SDD11：端口1的差分輸出
，由端口1的差分輸入激勵。

 

SDD11：與差分回波損耗有關。

 

SDD21：與差分插入損耗有關。

 

SCD21：模式轉換：EM生成。

 

模式轉換：電磁敏感度。

 

其中
，術語DD提供關於差分響應的信息
，而術語CD提供關於差分輸入信號生成多少公共信號的信息。此外，術語DC表示有多少差分信號是由共同的輸入信號產生的。

 

由於s參數給出了信道的頻率響應，我們使用時域反射法來推導空間和時間信息。在TDR圖上，右側顯示“開路”電路
，以幫助我們識別通道的末端。

 

 

TDR圖

 

探索設計方案：在這裏，我們通過考慮單脈衝響應來探索設計方案。我們發送具有特定時間和數據速率的單脈衝，以評估輸出端的單脈衝響應。

 

 

單脈衝頻率響應

 

讓我們舉一個單脈衝頻率響應的例子。如果我們從響應的最大峰值開始，並將其命名為“cursor”，namewomenkeyitongguogenjudanweijiangehuafenxiangyinglaichuangjianyoubiaotu。guangbiaotugaosuwomenmaichongxiangyingfenbuzaiduogeqianyoubiaohehouyoubiao。kuopinlianghaitigongleyouguanmajianganraodexinxi。

 

 

光標圖

 

電磁場視角下的信號完整性分析

 

在數字展望中
，與電路和電磁場（EM）級別相比，在邏輯級別識別信號完整性問題是一項簡單的任務。大多數的SI問題本質上都是電磁問題，不管是反射、串擾還是地彈。這就是為什麼從電磁的角度理解SI問題的物理行為是非常好的。例如，在多層PCB中
，通孔“a”中的開關電(dian)流(liu)將(jiang)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)波(bo)，這(zhe)些(xie)電(dian)磁(ci)波(bo)沿(yan)著(zhe)金(jin)屬(shu)平(ping)麵(mian)之(zhi)間(jian)的(de)徑(jing)向(xiang)從(cong)通(tong)孔(kong)傳(chuan)播(bo)出(chu)去(qu)。金(jin)屬(shu)平(ping)麵(mian)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)場(chang)將(jiang)在(zai)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)。當(dang)波(bo)接(jie)近(jin)其(qi)他(ta)通(tong)孔(kong)時(shi)，它(ta)們(men)會(hui)在(zai)這(zhe)些(xie)通(tong)孔(kong)中(zhong)產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)。感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)又(you)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)波(bo)在(zai)兩(liang)個(ge)平(ping)麵(mian)之(zhi)間(jian)傳(chuan)播(bo)。

 

 

多層PCB封裝結構

 

一旦這些波到達包裹的邊緣
，其中一部分會輻射到空氣中
，另一部分則會反射回來。當波在PCB封裝結構內部來回反彈並相互疊加時
，就會發生共振。波的傳播、反射、耦ou合he和he共gong振zhen是shi典dian型xing的de電dian磁ci現xian象xiang，發fa生sheng在zai包bao裝zhuang結jie構gou內nei部bu的de信xin號hao瞬shun態tai。雖sui然ran電dian磁ci分fen析xi比bi電dian路lu分fen析xi更geng精jing確que
，但dan它ta包bao含han複fu雜za的de算suan法fa。這zhe就jiu是shi為wei什shen麼me要yao用yong電dian路lu模mo擬ni器qi進jin行xingSI分析的原因。

 

傳輸線理論為今天的SI分析帶來了福音。信號的上升時間是SI問題中的一個關鍵參數。在SI分析中


，各種互連線的電學模型可以看作是傳輸線。在高速PCB設計中，必須牢記傳輸線理論的基礎知識，理解傳輸線效應。

 

 

推薦閱讀：