信号完整性是指信号在传输路径上的质量,传输路径可以是普通的金属线,可以是光学器件,也可以是其他媒质。信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候,具有所必需达到的电压电平数值。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的,而是系统设计中多种因素共同引起的。
信号完整性(英语:Signal integrity, SI)是对于电子
信号质量的一系列度量标准。在
数字电路中,一串二进制的信号流是通过
电压(或
电流)的波形来表示。然而,自然界的信号实际上都是模拟的,而非数字的,所有的信号都受
噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低
比特率的情况里,一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体,多种效应可以降低信号的可信度,这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务,在所有水平的电子封装和组装,例如
集成电路的内部连接、
集成电路封装、
印制电路板等工艺过程中,都是一项十分重要的活动。
不管是在系统中什么地方,隔离并排除信号完整性故障总是一项极具挑战性的任务。您需要高带宽而且省时的解决方案来正确解决高速信号偏差问题,信号完整性测试设备包括
数字示波器、
逻辑分析仪、
实时频谱分析仪、
时域反射计、
信号发生器、高保真探头和分析软件。
当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时,该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时,就出现了信号完整性问题。信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。一般认为,当系统工作在50MHz时,就会产生信号完整性问题,而随着系统和器件频率的不断攀升,信号完整性的问题也就愈发突出。
元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全不能正常工作。
信号完整性和低功耗在
蜂窝电话设计中是特别关键的考虑因素,EP谐波吸收装置有助三阶谐波频率轻易通过,并将失真和抖动减小至几乎检测不到的水平。
随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加,信号完整性已经成为高速数字
PCB设计必须关心的问题之一。元器件和PCB板的参数、
元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素,都会引起信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全不工作。 如何在PCB板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素,并采取有效的控制措施,已经成为当今PCB设计业界中的一个热门课题。