0988@52RD_09411@52RD_信号完整性基础知识
信号完整性介绍
信号完整性基础知识术语、符号和缩略语术语1．信号完整性（Signal Integrity）信号完整性是指信号在信号线上的质量。
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。
2．传输线（Transmission Line）传输线是一个网络（导线），并且它的电流返回到地或电源。
3．特性阻抗（Characteristic Impedance）组成信号传输回路的两个导体之间存在分布电感和分布电容，当信号沿该导体传输时，信号的跃变电压（V）和跃变电流（I）的比值称为特性阻抗（Z0），即Z0=V/I。
4．反射（Reflection）反射就是在传输线上的回波。
信号功率（电压和电流）的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。
如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生。
5．串扰（Crosstalk）串扰是两条信号线之间的耦合。
信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。
容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。
6．过冲（Overshoot）过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压。
对于上升沿是指最高电压，而对于下降沿是指最低电压。
过分的过冲能够引起保护二极管工作，导致过早地失效。
7．下冲（Undershoot）下冲是指下一个谷值或峰值。
过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误（误操作）。
8．电路延迟指信号在器件内传输所需的时间（T pd）。
例如，TTL的电路延迟在3 ~ 20nS 范围。
9．边沿时间器件输出状态从逻辑低电平跃变到高电平所需要的时间（信号波形的10~90%），通常表示为上升沿（T r）。
器件输出状态从逻辑高电平下降到低电平所需要的时间（信号波形的90~10%），通常表示为下降沿（T f）。
10．占空比偏斜信号传输过程中，从低电平到高电平的转换时间与从高电平到低电平的转换时间之间的差别，称为占空比偏斜。
TTL和CMOS信号的占空比偏斜问题较为突出，主要是因为其输出的上升沿和下降沿延迟不同。
《信号完整性培训》课件
信号完整性仿真软件介绍
仿真软件的种类与功能
单击添加标题
信号完整性仿真软件：用于 模拟信号在电路中的传输和 干扰情况，评估信号完整性
单击添加标题
功能：提供信号完整性分析、 优化和验证功能，帮助设计 者优化电路设计，提高信号
传输质量
单击添加标题
仿真软件种类：包括 Cadence、Mentor、
Synopsys等
信号完整性的评估通常包括 信号的幅度、相位、抖动、
噪声等方面的测量。
信号完整性对于电子系统的 性能和可靠性至关重要。
信号完整性的重要性
确保信号传输的准确性和可靠性
降低电磁干扰和噪声
添加标题
添加标题
提高系统稳定性和性能
添加标题
添加标题
提高产品竞争力和品牌价值
信号完整性的影响因素
信号频率：频率 越高，信号完整 性越差
信号串扰的影响：信号串扰会导致信号 误码率增加、信号传输质量下降等问题
信号反射与串扰的解决方法：通过优化 信号传输路径、增加信号隔离度、使用 屏蔽材料等方式进行解决
信号的时序与抖动
时序：信号在时间上的顺序和规律 抖动：信号在传输过程中的不稳定性 抖动类型：随机抖动、确定性抖动、数据相关抖动 抖动影响：可能导致信号失真、传输错误、系统不稳定等
信号幅度：幅度 越大，信号完整 性越差
信号传输路径： 路径越长，信号 完整性越差
信号传输介质：介 质的阻抗、容抗、 感抗等参数会影响 信号完整性
信号完整性的基础理论
信号的传输方式
串行传输：数据按 顺序传输，速度快， 但容易受到干扰
并行传输：数据同 时传输，速度快， 但需要更多的硬件 资源
模拟传输：数据以 模拟信号的形式传 输，抗干扰能力强 ，但传输距离有限
信号完整性分析基础
• SI的重要性
随着高频数字电路的不断发展，SI问题变得越 来越引人注目，数字电路的频率越高，出现SI 问题的可能性就越大，对设计工程师来说，他 的挑战也就越大。
SI简介 • SI的内容
信号完整性它包含两方面的内容，一是独立信 号的质量，另一个是时序。我们在电子设计的 过程中不得不考虑两个问题：信号有没有按时 到达目的地？信号达到目的地后它的质量如何？ 所以我们做信号完整性分析的目的就是确认高 频数字传输的可靠性。
负占空比的定义及测试方法
负占空比是指信号的低电平保持时间占真个周期时间的比例
高电平保持时间的定义及测试方法
高电平保持时间是指信号从低到高跳变完成后信号持续的时间
低电平保持时间的定义及测试方法
低电平保持时间是指信号从高到低跳变完成后信号持续的时间
周期的定义及测试方法
周期是指有固定周期信号连续完成逻辑0和逻辑1跳变所需时间
SI简介 • 理想逻辑电压波形
在数字系统中，信号以逻辑‘0’或者‘1’的方 式从一个器件传输到另外一个器件，信号到底是 ‘0’还是‘1’一般来说它们都是有一个参考电 平的。在接收端的输入门里面，如果信号的电压 超过高电平参考电压Vih，则该信号被识别为高逻 辑；如果信号的电压低于低电平的参考电压Vil， 则该信号就被识别为低逻辑。我们下面这个图就 是一个理想的信号。
信号产生基本原理
晶振符号和等效电路
信号产生基本原理
谐振频率
从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率， 即（1）当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗 最小（等于R）。串联揩振频率用fs表示，石英晶体对于 串联揩振频率fs呈纯阻性，（2）当频率高于fs时L、C、R 支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频用fd 表示。根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的抗— 频率特性曲线如上图所示。可见当频率低于串联谐振频 率fs或者频率高于并联揩振频率fd时，石英晶体呈容性。 仅在fs＜f＜fd极窄的范围内，石英晶体呈感性。
信号完整性基础培训课程
1. 信号完整性基础知识
➢ 时序
通常高速电路设计人员常说“时序就是一切”。在复杂电路设计中，经常会有贯穿整个 电路的总线信号。在某些情况下，要求这些信号必须完全一致。
采样时间
采样时间
a
b
图1-1电路可以容许微小的时序偏差如果时序偏差太大，将产生采样错误
多种原因都可以导致信号时序的不一致。器件本身就可以导致这一点。信号穿过某个器件时，有一个最快
时间。每个器件的时间参数都不相同，而信号传播时要在电路上穿过多个器件。走线本身也会有传播延时。 但是，在电路和系统中，对于某个特定的时间和位置，要求信号必须一致。电路板设计者通过走线的长度来 控制信号的时序。通过增加走线的长度，可以增加走线的传播时间。如果我们需要某段走线有一个固定的延 时，可以通过调整走线长度来实现。
由它再激起辐射电流。减少电缆电磁干扰的最常用的方法是在电缆周围使用铁氧体扼流圈， 这主要是为了增大共模电流所受到的阻抗，从而减少共模电流。
1. 信号完整性基础知识
1.1.4.1 传输线的阻抗 Vsignal
信号路径
Vsignal
返回路径
U0
U
建立的电场E
高频回流方向
位移电流 建立的磁场H
图中微带线电流分布。两线间距分别为5mil 、15mil。图中明亮的颜色表示较高的电流 密度，右图为Ansys公司的Anosft Q2D仿真得到
V 方波
上升时间(tr)
正弦波
时间
周期 频率和上升时间
一个信号周期的时间长度是1/f，其中f是频率。所以频率为1MHz(每秒1百万周期)的 正弦波的周期是百万分之一秒，即1us或者10000ns。这个正弦波的上升时间大约是周期 的1/3，即大约是333ns。
集成电路设计中的信号完整性
集成电路设计中的信号完整性集成电路（IC）设计是现代电子工程的核心。
随着技术的进步，集成电路的复杂性不断增加，这给信号完整性（SI）带来了更大的挑战。
信号完整性是指信号在传输过程中保持其完整性和正确性的能力。
在集成电路设计中，信号完整性是一个至关重要的因素，因为它直接影响到系统的性能和可靠性。
信号完整性问题的产生信号完整性问题的产生主要是由于集成电路中的传输线路特性以及电磁干扰。
传输线路的特性会导致信号在传输过程中发生失真，而电磁干扰则会引起信号的噪声。
这些失真和噪声会影响到信号的质量和性能。
传输线路特性集成电路中的传输线路主要包括导线和连接器。
这些传输线路的特性会影响信号的传输。
例如，导线的电阻会导致信号的延迟，而导线的电感会导致信号的衰减。
此外，传输线路的阻抗不匹配也会引起信号的反射和衰减。
电磁干扰电磁干扰是指外部电磁场对信号的影响。
在集成电路中，电磁干扰主要来自于电源线、信号线和其他电子元件。
电磁干扰会引起信号的噪声，从而影响信号的质量和性能。
信号完整性分析的方法为了确保信号完整性，集成电路设计人员需要进行信号完整性分析。
信号完整性分析主要包括时域分析和频域分析两种方法。
时域分析时域分析是一种基于时间的方法，用于分析信号在时间上的行为。
时域分析的主要工具是示波器和信号分析仪。
通过时域分析，设计人员可以观察信号的波形，从而确定信号是否发生了失真或噪声。
频域分析频域分析是一种基于频率的方法，用于分析信号在频率上的行为。
频域分析的主要工具是频谱分析仪。
通过频域分析，设计人员可以确定信号的频率成分，从而确定信号是否受到了电磁干扰。
信号完整性设计原则为了确保信号完整性，集成电路设计人员需要遵循一些基本的设计原则。
最小化导线长度导线长度是影响信号传输延迟和衰减的主要因素。
因此，设计人员应该尽量减少导线的长度，以降低信号传输的延迟和衰减。
匹配阻抗为了减少信号的反射和衰减，设计人员应该确保传输线路的阻抗与信号源和负载的阻抗相匹配。
信号完整性名词解释
信号完整性名词解释1、什么是信号完整性（Singnal Integrity）？信号完整性（Singnal Integrity）是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。
信号具有良好的信号完整性（Singnal Integrity）是指当在需要的时候，具有所必须达到的电压电平数值。
主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。
常见信号完整性问题及解决方法：问题可能原因解决方法其他解决方法过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接，重新布线或检查地平面过大的串扰线间耦合过大使用上升时间缓慢的发送驱动器使用能提供更大驱动电流的驱动源时延太大传输线距离太长替换或重新布线, 检查串行端接头使用阻抗匹配的驱动源, 变更布线策略振荡阻抗不匹配在发送端串接阻尼电阻2、什么是串扰（crosstalk）？串扰（crosstalk）是指在两个不同的电性能之间的相互作用。
产生串扰（crosstalk）被称为Aggressor，而另一个收到干扰的被称为Victim。
通常，一个网络既是Aggressor（入侵者），又是Victim（受害者）。
振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象（伴有地平面回路），串扰则是由同一PCB板上的两条信号线与地平面引起的，故也称为三线系统。
串扰是两条信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。
容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。
PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
3、什么是电磁兼容（EMI）？电磁干扰（Ectromagnetioc Interference），或者电磁兼容性（EMI），是从一个传输线（transmission line）（例如电缆、导线或封装的管脚）得到的具有天线特性的结果。
印制电路板、集成电路和许多电缆发射并影响电磁兼容性（EMI）的问题。
信号完整性分析基础知识
摘要如果您刚刚接触信号完整性分析，或者需要温习这方面的基础知识，那么本白皮书将是您的最佳选择。
在介绍基础知识之前，本白皮书首先回答一个最基本的问题“我需要了解哪些信息”？在基础知识部分，我们首先学习关键网络的识别和分析。
接着讨论传输线，以及因快速边缘率信号所产生的高频噪声引起的各种问题。
最后，我们将了解阻抗的概念，并在阻抗和信号完整性的背景下展开讨论。
现在，让我们从零开始学习信号完整性基础知识。
在开始任何类型的仿真或分析之前，您必须做好哪些准备工作，了解哪些信息呢？您的设计中可能包含成千上万个网络，需要全部进行仿真吗？恐怕不是—您没有足够的时间完成这项工作，事实上也完全没有必要。
因此，您要做的第一件事是确定您的关注对象—设计中究竟哪些是“关键”网络，如何识别这些“关键”网络？关键网络乍一看，“什么是关键网络”，答案似乎并不复杂。
我听到过各种各样的答案，譬如“时钟网络”、“高频网络”、“所有网络都很关键”、“频率超过100 MHz 的网络”，诸如此类，不胜枚举。
这些回答固然有一定的可取之处，但数字印刷电路板有一项您必须考虑的标志性网络特征，即边缘率和走线长度之间的关系。
些网络可能导致信号完整性 (SI) 或电磁干扰(EMI) 方面的问题时，您需要了解开关信号的速度，以确定是否需要首先关注该网络。
当今的硅工艺已纵深扩展至次微米空间，器件的物理特性决定了信号的边缘率越来越快。
归根到底，这意味着您的设计中可能存在问题的网络数量将远远超出您最初的设想。
因此，我们需要一些标准来识别关键网络。
那么，我们应该在哪里寻找这些信息来判断我们的分析对象呢？数据表提供了最快捷的器件管脚特性参考资料。
您可以在这些文档中找到电压摆幅、转换速率/开关时间、输入阻抗以及其他大量信息。
然后，您需要将这些开关数据与走线长度进行比较，确定是否存在问题。
这听起来有些复杂，甚至可能相当繁琐（如果必须手动完成此工作，的确如此）。
这时，您需要使用工具来提供帮助。
电子电路CAD设计中的信号完整性分析
电子电路CAD设计中的信号完整性分析在电子电路设计中，信号完整性分析是一个关键的步骤。
它是通过使用AE软件来评估和优化信号传输的过程。
在这篇文章中，我们将探讨一些常见的信号完整性问题以及如何使用AE软件解决它们。
首先，让我们了解一下什么是信号完整性。
信号完整性是指在电子电路中信号的传输过程中，信号的质量是否能够达到预期的要求。
在现代高速电子系统中，信号的频率变得越来越高，因此信号的完整性问题也变得越来越重要。
一种常见的信号完整性问题是信号的时延问题。
高速信号在传输过程中会受到时延的影响，这可能导致信号的延时不稳定或者失真。
为了解决这个问题，我们可以使用AE软件来模拟信号的传输过程，并分析电路中潜在的时延问题。
通过调整电路的布局或优化信号的传输路径，我们可以减少时延问题并提高信号的完整性。
另一个常见的信号完整性问题是信号的反射和串扰。
当信号到达电路的边缘时，会发生反射，从而导致信号的失真。
并且在高密度电路中，信号之间的互相干扰也会引起信号的失真。
为了解决这些问题，我们可以使用AE软件来模拟信号的传输路径，并分析反射和串扰的潜在问题。
通过调整电路的布局或添加衰减器等元件，我们可以减少信号的反射和串扰，从而提高信号的完整性。
此外，电源噪声也是一个重要的信号完整性问题。
电子系统中的电源噪声可能会对信号的传输和接收产生干扰，从而降低信号的质量。
为了解决这个问题，我们可以使用AE软件来模拟电源噪声的传播路径，并分析噪声的来源和传播机制。
通过合理设计电源滤波器和优化电源布局，我们可以减少电源噪声对信号的影响，从而提高信号的完整性。
除了上述提到的问题，还有许多其他的信号完整性问题需要我们关注。
例如，电磁辐射、信号失真、传输线特性等。
在实际应用中，我们需要根据具体的电子电路设计来选择和使用不同的AE软件工具来解决这些问题。
综上所述，信号完整性是电子电路设计中一个重要的问题。
通过使用AE软件进行分析和优化，我们可以解决信号的时延、反射和串扰、电源噪声等问题，并提高信号的传输质量和可靠性。
信号完整性基础
信号完整性基础入门手册入门手册目录信号完整性描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3数字技术和信息时代⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3逐渐增长的带宽为数字系统设计带来的挑战⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 - 4信号完整性概念回顾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 - 8数字信号时序产生的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5隔离模拟故障⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6眼图：快速鉴定信号完整性问题的捷径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8信号完整性测量需求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 - 25使用逻辑分析仪发现逻辑信号故障⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9逻辑分析仪探头方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10使用示波器揭秘模拟信号故障⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12示波器探测解决方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16使用实时频谱分析仪进行频域分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17利用集成测量工具识别信号完整性问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19简化复杂的抖动测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20使用时域反射仪进行关键的阻抗测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22信号发生器构建完整的测试系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯262 /signal_integrity信号完整性基础信号完整性描述根据定义，“完整性”是指“完整和无损害的”。
电子设计中的信号完整性分析
电子设计中的信号完整性分析在电子设计过程中，信号完整性分析是非常重要的一部分。
信号完整性是指在信号传输过程中保持信号的准确性、稳定性和可靠性，确保信号不会失真或受到干扰。
在现代高速电子设备和系统中，信号完整性分析变得尤为关键，因为高速信号传输会受到许多因素的影响，如信号衰减、延迟、串扰和反射等问题。
信号完整性分析最常见的方法之一是使用传输线理论。
在高速信号传输中，信号被视为在传输线上传输的电磁波，传输线上的阻抗、衰减、延迟等参数都会影响信号的传输质量。
因此，通过对传输线的参数进行建模和仿真，可以帮助设计工程师分析和优化信号的传输性能。
另外，时域分析和频域分析也是信号完整性分析的重要工具。
时域分析可以用来研究信号在时间轴上的波形变化，包括上升时间、下降时间、峰值电压等参数；而频域分析则可以用来研究信号在频率域上的频谱信息，包括频率响应、谐波失真等参数。
通过时域分析和频域分析，设计工程师可以更全面地了解信号的特性和传输过程中可能出现的问题。
除了传输线建模和时频域分析，设计工程师还可以通过仿真软件进行信号完整性分析。
仿真软件可以模拟不同信号在设计电路中的传输过程，帮助工程师快速找出潜在的问题并优化设计方案。
通过仿真软件，设计工程师可以对不同参数进行调整，如传输线长度、阻抗匹配、信号的波形和频谱，以达到最佳的信号完整性。
此外，设计工程师在进行信号完整性分析时还需要考虑一些其他因素，如接地设计、功率分配、EMI（电磁干扰）和ESD（静电放电）等。
这些因素都可能会对信号的传输过程造成影响，设计工程师需要综合考虑这些因素，以保证信号的可靠传输和稳定性。
总的来说，在电子设计中的信号完整性分析是保证高速电子系统可靠性和稳定性的关键步骤。
通过传输线建模、时频域分析、仿真软件以及综合考虑其他因素，设计工程师可以找出潜在的问题并优化设计方案，确保信号的准确传输和稳定性，从而提高电子系统的性能和可靠性。
通过不断学习和应用信号完整性分析的方法，设计工程师可以更好地应对日益复杂的电子系统设计挑战，推动电子科技的发展。
信号完整性分析基础
周期均方根值的定义及测试方法
周期均方根值是指整个捕获波形上指定一个周期内所有点幅度 的均方根值，其单位为V或者mV；
最大值的定义及测试方法
最大值是指所捕获波形里面振幅最大点所处位置的电压值， 单位为V或者mV；
最小值的定义及测试方法
SI简介 • 理想逻辑电压波形
SI简介 • 接收端的实际波形
SI简介
• 数据采样及时序例子
数据越是复杂，里面就包含很多的二进制码，这些 二进制码将组成一连串的波形，而不是简单的一个 方波。接收端的器件就需要采样这些波形以便获取 相关的二进制信息。数字采样的过程通常是通过时 钟信号的上升沿或者下降沿来触发的，我们下面这 个图就是个简单的例子。
SI简介
• 理想逻辑电压波形
在数字系统中，信号以逻辑‘0’或者‘1’的方 式从一个器件传输到另外一个器件，信号到底是 ‘0’还是‘1’一般来说它们都是有一个参考电 平的。在接收端的输入门里面，如果信号的电压 超过高电平参考电压Vih，则该信号被识别为高逻 辑；如果信号的电压低于低电平的参考电压Vil， 则该信号就被识别为低逻辑。我们下面这个图就 是一个理想的信号。
SI 简介 • 数据采样及时序例子
SI简介 • 数据采样及时序例子
从这个图里面我们可以清楚地看到数据必须准 时到达逻辑门而且在接收端期间开始锁存前必 须确定它们的逻辑状态。任何数据的延迟或者 失真都会导致数据传输的失败。失败有两种可 能：一个是因为接收端根本就无法识别数据； 另一个是接收端虽然识别了数据，但数据因 为失真而导致错误。
时间参数的定义及测试方法
• 时间参数包括：上升时间，下降时间，正 占空比，负占空比，高电平宽度，低电平宽 度，周期，频率，延迟
信号完整性设计基础
23
信号完整性—关键点
• 耦合间距
阻抗与其相关； 串扰的关键点； 总之，没关系的走线越远越好。
• 阻抗
决定反射程度； 阻抗要连续。
24
信号完整性—PCB
• 速率-高速/普通 • 成本 • Dk：介电常数，越小越好； • Df：损耗角正切（损耗因子），越小越好； • 稳定性：频率、温度和湿度等。
25
优势：抗干扰。
根源：同进同出，且无串扰。
20
主要内容
一、信号完整性概述 二、信号完整性问题分类 三、 信号完整性实例分析 四、信号完整性测量
五、信号完整性设计
21
信号完整性—关键点
• 频率-带宽、信号上升时间 • 耦合长度-信号路径长度 • 耦合介质-介电常数、损耗角度正切 • 耦合间距 • 阻抗-由耦合间距、耦合介质决定
FR4带状线， εr =4.4， Tanδ =0.018，1G时损耗为-3dB/m，
10G时为-34dB/m。
11
• 信号传输 —导体损耗
随着频率升高，电流由于趋肤效应集中在导体表面， 受到的阻抗增大，能量以热能耗散，同时，铜箔表面 的粗糙度也会加剧导体损耗。
趋肤深度
µ为磁导度、√f成正比。
Td=1/4Tr，反射噪声为25%； Td=1/5Tr，反射噪声为12.5%； Td=1/6Tr，反射噪声为5%；
18
• 信号传输 —串扰
根源：传输线的特征，电容和电感耦合。
容性串扰：
Zv为受害线阻抗。
感性串扰：
Zd为驱动线阻抗。
串扰噪声与驱动信号的压摆动率、耦合长度和间距相关。
19
• 信号传输 —差分信号
27
主要内容
一、信号完整性概述 二、信号完整性问题分类 三、 信号完整性实例分析 四、信号完整性测量
信号完整性基础
串行端接
Rs
R
50Ω
∞Ω
一般驱动源内阻 很小，端接电阻R和 应等于传 输线阻抗50 可避免信号在源端发生反射。 串行端接是使源端电阻与传输线的特性阻抗匹配：串 行端接是匹配信号源的阻抗，所插入的串联电阻阻值加上 驱动源的输出阻抗应等于传输线的特性阻抗。
并行端接
Rs
50Ω
∞Ω
50Ω
并行端接是使负载阻抗与传输线阻抗 匹配 ，主要是在尽量靠近负载端的位置加 上拉或下拉电阻以实现终端的阻抗匹配 。
Setup Time & Hold Time
Data Clock
Setup Time
Hold Time
建立保持时间
建立时间（Setup Time）是指触发器的 建立时间（Setup Time）是指触发器的 时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的 时间，如果建立时间不够，数据将不能在这 个时钟上升沿被打入触发器。 保持时间（ Hold Time ）是指触发器的 时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的 时间。如果保持时间不够，数据同样不能被 打入触发器。
欠阻尼 临界阻尼
过阻尼
Ringing（振铃） Ringing（振铃）
High Threshold
Low Threshold
多次跨越逻辑电平，易造成误触发。造成原 因主要有：传输线过长、串扰、阻抗不匹配、 电感量过大等。
Overshoot、Undershoot& Overshoot、Undershoot& Ringback
示波器探头的负载效应
阻性负载：观测到的信号幅度和直流偏 置发生了变化，电路的实际情况发生了改 变。建议： 探头电阻R>10倍DUT源电阻。 探头电阻R>10倍DUT源电阻。 容性负载：使信号上升时间减缓，带宽 减小，传输延迟增加。建议：使用电容尽 量小的探头，以减小对被测信号上升时间 的影响。 感性负载：因为探头地线的电感效应， 增加显示信号的振铃，因为振铃的出现， 可能导致测试误差。建议：使用尽量短的 地线，且减小环路面积。
信号完整性问题概述 信号完整性问题概述
查看文章信号完整性分析2009-06-08 10:32信号完整性问题概述信号完整性（Signal Integrity ，简称SI ）是指信号在电路中以正确对信号线上信号质量的描述。
如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC ，反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。
信号完整性问题主要表现为5个方面：延迟、反射、串扰、同步切换mass_ping的空间延迟——延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输，信号从在一个传输延迟。
信号的延迟会对系统的时序产生影响，在高速数字系的长度和导线周围介质的介电常数。
反射——当PCB板上导线(高速数字系统中称为传输线)的特征阻抗与收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去，使信号波形发生畸变，如果在传输线上来回反射，就会产生振铃和环绕振荡。
串扰——由于PCB板上的任何两个器件或导线之间都存在互容(mutua 件或一根导线上的信号发生变化时，其变化会通过互容和互感影响其度取决于器件及导线的几何尺寸和相互距离。
同步切换噪声——当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU 于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声，在地线上还会出和地弹的强度也取决于集成电路的IO特性、PCB板电源层和地平面层布局和布线方式。
电磁兼容性——同其它的电子设备一样，PCB也有电磁兼容性问题布线方式有关。
为什么要做信号完整性分析过去，在系统时钟低于50MHz的电路板设计中，信号完整性(SI)问题修改就可消除SI问题或将其影响降至最低。
但是随着集成电路输出开关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，导致系作。
越来越多的设计工程师发现SI问题的成因不仅仅是高速设计。
真正的而是驱动器上升和下降时间的缩短。
随着工艺技术的进步及IC制造商们所生产的标准元件具有更小的裸片尺寸和越来越快的边缘速率。
信号完整性的基本概念
信号完整性的基本概念1.信号完整性（Signal Integrity）：就是指电路系统中信号的质量，如果在要求的时间内，信号能不失真地从源端传送到接收端，我们就称该信号是完整的。
2.传输线（Transmission Line）：由两个具有一定长度的导体组成回路的连接线，我们称之为传输线，有时也被称为延迟线。
3.集总电路（Lumped circuit）：在一般的电路分析中，电路的所有参数，如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上，各个元件上，各点之间的信号是瞬间传递的，这种理想化的电路模型称为集总电路。
4.分布式系统(Distributed System)：实际的电路情况是各种参数分布于电路所在空间的各处，当这种分散性造成的信号延迟时间与信号本身的变化时间相比已不能忽略的时侯，整个信号通道是带有电阻、电容、电感的复杂网络，这就是一个典型的分布参数系统。
5.上升/下降时间（Rise/Fall Time）：信号从低电平跳变为高电平所需要的时间，通常是量度上升/下降沿在10%-90%电压幅值之间的持续时间，记为Tr。
6.截止频率（Knee Frequency）：这是表征数字电路中集中了大部分能量的频率范围（0.5/Tr），记为Fknee，一般认为超过这个频率的能量对数字信号的传输没有任何影响。
7.特征阻抗（Characteristic Impedance）：交流信号在传输线上传播中的每一步遇到不变的瞬间阻抗就被称为特征阻抗，也称为浪涌阻抗，记为Z0。
可以通过传输线上输入电压对输入电流的比率值(V/I)来表示。
8.传输延迟（Propagation delay）：指信号在传输线上的传播延时，与线长和信号传播速度有关，记为tPD。
9.微带线（Micro-Strip）：指只有一边存在参考平面的传输线。
10.带状线（Strip-Line）：指两边都有参考平面的传输线。
11.趋肤效应（Skin effect）：指当信号频率提高时，流动电荷会渐渐向传输线的边缘靠近，甚至中间将没有电流通过。
信号完整性分析
信号完整性分析信号完整性分析是一项重要的工程学领域，它涉及到信号传输的可靠性和准确性。
在信息传递的过程中，信号会受到各种干扰和衰减，因此确保信号的完整性对于正确地接收和解读信息至关重要。
本文将介绍信号完整性分析的基本概念、方法和应用。
信号完整性分析是一种通过模拟和仿真来评估信号传输过程中所遇到的问题和挑战的方法。
在进行信号完整性分析时，通常需要考虑传输线路的特性、干扰源、噪声和电磁兼容性等因素。
通过对这些因素进行建模和分析，可以预测信号的衰减、失真和延迟，进而优化信号传输系统的设计。
信号完整性分析的基本方法之一是建立传输线路的数学模型。
传输线路可以是电线、导线、电缆或光纤等，而其特性包括传输速度、电阻、电感和电容等。
通过将这些特性纳入传输线路模型，可以计算得到信号在传输过程中的衰减和失真情况。
另一种常用的信号完整性分析方法是时域和频域分析。
时域分析关注信号在时间轴上的变化情况，可用于研究信号的波形、幅度和时延等特性。
频域分析将信号转换为频率域，利用傅里叶变换等工具可以获取信号的频谱分布和频率响应等信息。
通过时域和频域分析，可以全面了解信号的特性，从而优化信号传输系统的设计和调整。
信号完整性分析在通信、电子、计算机和电路设计等领域都有广泛的应用。
在高速传输系统中，如高速网络、数据中心和处理器之间的连接，信号完整性分析能够帮助设计人员解决信号衰减、串扰和时钟抖动等问题，确保高频信号的准确传输。
在电子设备设计中，信号完整性分析可以评估电路板布局和信号线路的设计，提前发现信号干扰和时延问题，并进行相应的优化。
随着智能电子产品的发展和应用场景的增多，对于信号完整性分析的需求也越来越高。
例如，手机和平板电脑等移动设备需要在有限的传输资源下实现高速数据传输，而车载电子系统需要能够稳定传输大量的音视频数据。
在这些应用中，信号完整性分析为保证数据传输的稳定性和准确性提供了必要的技术支持。
总之，信号完整性分析在现代通信和电子领域中具有重要的地位和作用。
信号完整性分析讲稿1.1讲
信号完整性分析方法
第1章 信号完整性分析概论
1.1 信号完整性的含义 1.2 单一网络的信号质量 1.3 串扰 1.4 轨道塌陷噪声 1.5 电磁干扰(EMI) 1.6 信号完整性的两个推论 1.7 电子产品的趋势 1.8 新设计方法学的必要性
1.9 一种新的产品设计方法学 1.10 仿真 1.11 模型与建模 1.12 通过计算创建电路模型 1.13 三种测量技术 1.14 测量的作用 1.15 小结
更严重。 2. 解决信号完整性的有效办法很大程度上基
于对互连线阻抗的理解。
1.7 电子产品的趋势 大约每2年时钟频率就能提高一倍(图1.13). Intel处理器时钟频率发展趋势(图1.14).
10-90上升边 20-80上升边 在高速数字系统中，分配的上升边大约为时
钟周期的10%
第1章 信号完整性分析概论
所有与信号完整性噪声问题有关的效应都应与下 面四类特定噪声源中的一个: 1.单一网络的信号完整性; 2.两个或多个网络间的串扰; 3.电源和地分配中的轨道塌陷(旁路和去耦); 4.来自整个系统的电磁干扰和辐射.
第1章 信号完整性分析概论
• 1.2 单一网络的信号质量: 在信号路径或返回路径上由于阻抗突变而引起的反射与失真.
1.8 新设计方法学的必要性 信号完整性问题可以阻碍高速数字产品的正确操作； 这些问题由较短的上升边和较高的时钟频率直接引
起； 上升边将不可避免地继续变短，时钟频率将继续提
高； 低速系统也会有上升边非常短的芯片； 产品必须首件成功。
1.9 一种新的产品设计方法学 理解信号完整性问题 转换成具体的设计规则 早期就进行仿真，以便预测产品的性能 通过建模和仿真来优化设计性能 在整个设计周期中进行特征参数化测量
电子设计中的信号完整性分析与优化
电子设计中的信号完整性分析与优化在电子设计中，信号完整性分析与优化是非常重要的一个环节。
信号完整性指的是在信号传输过程中，保持信号波形的稳定性和准确性，避免信号失真、误差和干扰，确保电路系统能够正常工作。
在电子设备中，尤其是高速数字系统中，信号完整性的分析与优化至关重要，可以有效提高系统的性能和可靠性。
首先，信号完整性分析包括对信号传输线路、布局、串扰、反射等因素的分析。
在高速数字系统中，信号传输线路的长度、阻抗匹配、传输速度等因素会对信号完整性产生影响。
通过传输线路模型、电磁场仿真等手段，可以准确地分析信号在传输过程中的波形变化、延时、抖动等参数。
同时，布局不良、串扰、反射等因素也会导致信号失真和干扰，需要进行综合分析和优化。
其次，信号完整性优化的方法包括调整信号传输线路的特性阻抗匹配、降低串扰、减小反射等措施。
针对信号传输线路的特性阻抗匹配问题，可以采用调整线路宽度、间距、层堆叠等方法来优化传输线路的特性阻抗。
对于串扰问题，可以通过合理的布局规划、屏蔽技术、差分信号传输等手段来降低串扰的影响。
而对于反射问题，可以通过添加阻抗匹配元件、减小传输线路的长度等方法来降低反射的干扰。
此外，信号完整性分析与优化需要综合考虑电路设计、PCB布局、信号传输线路、信号源和负载等因素。
在电子设计中，尤其是高速数字系统中，信号完整性的分析与优化是一个复杂的工程，需要综合考虑各种因素和相互影响。
通过不断优化和调整，可以有效提高系统的性能和可靠性，确保信号的准确传输和稳定运行。
总的来说，信号完整性分析与优化是电子设计中至关重要的一个环节，可以帮助优化系统性能，提高信号传输的可靠性和稳定性。
通过合理的分析与优化手段，可以有效解决电子设备中的信号失真、干扰问题，确保系统能够正常工作。
因此，在电子设计中，务必重视信号完整性的分析与优化工作，以提高系统的性能和可靠性。
抄板技术之信号完整性的定义
抄板技术之信号完整性的定义
信号完整性是指信号在电路中能以正确的时序和电压做出响应的能力，是信号未受到损伤的一种状态，它表示信号在信号线上的质量。
延迟（Delay）
延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输，信号从发送端发出到达接收端，其间存在一个传输延迟。
信号的延迟会对系统的时序产生影响，传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。
在高速数字系统中，信号传输线长度是影响时钟脉冲相位差的最直接因素，时钟脉冲相位差是指同时产生的两个时钟信号，到达接收端的时间不同步。
时钟脉冲相位差降低了信号沿到达的可预测性，如果时钟脉冲相位差太大，会在接收端产生错误的信号，如图1所示，传输线反射（Reflection）反射就是子传输线上的回波。
当信号延迟时间（Delay）远大于信号跳变时间（Transition Time）时，信号线必须当作传输线。
当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时，信号功率（电压或电流）的一部分传输到线上并到达负载处，但是有一部分被反射了。
若负载阻抗小于原阻抗，反射为负；反之，反射为正。
布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面不连续等因素的变化均会导致此类反射。
同步切换噪声（SSN）
当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时（如CPU的数据总线、地址总线等），由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声，在地线上还会出现地平面反弹噪声（地弹）。
SSN和地弹的强度也取决于集成电路的I/O特性、PCB板电源层和平面层的阻抗以及高速器件在PCB板上的布局和布线方式。
出自: /Tech/Pcbcb/291472.html。
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信号完整性基础知识张士贤编写中兴通讯上海第一研究所前言近年来，通讯技术、计算机技术的发展越来越快，高速数字电路在设计中的运用越来越多，数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。
高速数字电路设计对信号完整性技术的需求越来越迫切。
在中、大规模电子系统的设计中，系统地综合运用信号完整性技术可以带来很多好处，如缩短研发周期、降低产品成本、降低研发成本、提高产品性能、提高产品可靠性。
数字电路在具有逻辑电路功能的同时，也具有丰富的模拟特性，电路设计工程师需要通过精确测定、或估算各种噪声的幅度及其时域变化，将电路抗干扰能力精确分配给各种噪声，经过精心设计和权衡，控制总噪声不超过电路的抗干扰能力，保证产品性能的可靠实现。
为了满足中兴上研一所的科研需要，我们在去年和今年关于信号完整性技术合作的基础上，克服时间紧、任务重的困难，编写了这份硬件设计培训系列教材的“信号完整性”部分。
由于我们的经验和知识所限，这部分教材肯定有不完善之处，欢迎广大读者和专家批评指正。
本教材的对象是所内硬件设计工程师，针对我所的实际情况，选编了第一章——导论、第二章——数字电路工作原理、第三章——传输线理论、第四章——直流供电系统设计，相信会给大家带来益处。
同时，也希望通过我们的不懈努力能消除大家在信号完整性方面的烦脑。
在编写本教材的过程中，得到了沙国海、张亚东、沈煜、何广敏、钟建兔、刘辉、曹俊等的指导和帮助，尤其在审稿时提出了很多建设性的意见，在此一并致谢！张士贤2000年10月31日术语、符号和缩略语术语1．信号完整性（Signal Integrity）信号完整性是指信号在信号线上的质量。
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。
2．传输线（Transmission Line）传输线是一个网络（导线），并且它的电流返回到地或电源。
3．特性阻抗（Characteristic Impedance）组成信号传输回路的两个导体之间存在分布电感和分布电容，当信号沿该导体传输时，信号的跃变电压（V）和跃变电流（I）的比值称为特性阻抗（Z0），即Z0=V/I。
4．反射（Reflection）反射就是在传输线上的回波。
信号功率（电压和电流）的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。
如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生。
5．串扰（Crosstalk）串扰是两条信号线之间的耦合。
信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。
容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。
6．过冲（Overshoot）过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压。
对于上升沿是指最高电压，而对于下降沿是指最低电压。
过分的过冲能够引起保护二极管工作，导致过早地失效。
7．下冲（Undershoot）下冲是指下一个谷值或峰值。
过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误（误操作）。
8．电路延迟指信号在器件内传输所需的时间（T pd）。
例如，TTL的电路延迟在3 ~ 20nS 范围。
9．边沿时间器件输出状态从逻辑低电平跃变到高电平所需要的时间（信号波形的10~90%），通常表示为上升沿（T r）。
器件输出状态从逻辑高电平下降到低电平所需要的时间（信号波形的90~10%），通常表示为下降沿（T f）。
10．占空比偏斜信号传输过程中，从低电平到高电平的转换时间与从高电平到低电平的转换时间之间的差别，称为占空比偏斜。
TTL和CMOS信号的占空比偏斜问题较为突出，主要是因为其11．输出到输出偏斜同一器件不同输出引脚之间的信号延迟差别，称为输出到输出偏斜。
12．器件到器件偏斜由于制造工艺和使用环境的变化，造成的不同器件对应引脚之间的信号延迟差别，称为器件到器件偏斜。
通常，器件之间的偏差远大于其他类型的偏斜。
13．动态偏斜主要是指由于温度变化、地或电源噪声造成阀值电平随时间漂移，从而产生信号延迟的变化。
符号和缩略语V OH——输出高电平V OL——输出低电平V IH——输入高电平V IL——输入低电平V T——阀值电平V OHMIN——输出高电平最小值V OLMAX——输出低电平最大值V IHMIN——输入高电平最小值V ILMAX——输入低电平最大值I OL——输出低电平电流I OH——输出高电平电流目录第1章高速数字系统设计的信号完整性分析导论 (7)1.1.基本概念 (7)1.2.理想的数字信号波形 (7)理想的TTL数字信号波形 (7)1.2.2.理想的CMOS数字信号波形 (7)1.2.3.理想的ECL数字信号波形 (8)1.3.数字信号的畸变(或信号不完整) (8)1.3.1.地线电阻的电压降的影响——地电平(0电平)直流引起的低电平提高 (8)1.3.2.信号线电阻的电压降的影响 (8)1.3.3.电源线电阻的电压降的影响 (10)1.3.4.转换噪声 (11)串扰噪声 (11)1.3.6.反射噪声 (12)1.3.7.边沿畸变 (12)1.4.研究的目的 (13)1.4.1.降低产品成本（略） (13)1.4.2.缩短研发周期，降低开发成本（略） (13)1.4.3.提高产品性能（略） (13)1.4.4.提高产品可靠性 (13)1.5.研究领域 (14)1.5.1.各种电路工作原理（略） (14)1.5.2.各种电路噪声容限（略） (14)1.5.3.各种电路在系统中的噪声（略） (14)1.5.4.系统各部件的频率特性（略） (14)1.5.5.信号传输（略） (14)1.5.6.信号延迟（略） (14)1.5.7. PCB结构设计（略） (14)1.5.8.电源分配设计（略） (14)1.5.9.地、电源滤波（略） (14)1.5.10.热设计（略） (14)1.6.研究手段 (14)1.6.1.物理实验验证（略） (14)1.6.2.数学模型计算（略） (14)1.6.3.软件模拟分析（略） (14)1.6.4.经验规则估计 (14)第2章数字电路工作原理 (15)2.1.数字电路分类 (15)2.1.1. GaAs(砷化钾)速度快,但功耗大,制作原料剧毒,未成熟使用； (15)2.1.2.硅：使用极为广泛，处于不断发展中； (15)2.2.基本结构和特点 (17)TTL (17)2.2.2. CMOS速度接近于TTL，功耗小，单元尺寸小，适合于大规模集成 (17)2.2.3. LVDS：低电压数字系统 (17)2.2.4. ECL（PECL） (18)2.3.电路特性 (19)2.3.1.转换特性 (19)2.3.2. V/I特性:电压与电流之间的关系特性曲线 (20)2.3.3.热特性及寿命 (23)2.3.4.直流噪声容限N MDC (24)2.3.5.交流噪声容限NMAC (24)2.4.电路互连 (25)2.4.1.工作电压：器件工作时，施加于器件电源脚上的电压 (25)2.4.2.逻辑电平范围 (25)2.4.3.噪声（N） (25)2.5.电路选型基本原则 (27)2.5.1.采用标准器件 (27)2.5.2.够用原则，不追求高性能 (27)2.5.3.尽可以减少品种和类型。
(27)第3章传输线理论 (28)3.1.基本概念 (28)3.2.传输线基本特性: (29)3.2.1.传输线特性阻抗 (30)3.2.2.传输线的时间延迟 (32)3.3.传输线的分类 (33)3.3.1.非平衡式传输线 (33)3.3.2.平衡式传输线 (33)3.4.常用传输线 (35)3.4.1.圆导线 (35)3.4.2.微带线 (36)3.4.3.带状线 (36)3.5.反射和匹配 (37)3.5.1.反射系数 (37)3.5.2.反射的计算： (38)3.5.3.传输线的临界长度 (41)3.5.4.终端的匹配和端接 (41)3.6.串扰：串扰模型图如下 (43)3.7.负载效应 (44)3.7.1.直流负载和交流负载 (44)3.7.2.最小间隔 (44)3.7.3.集中负载 (45)3.7.4.分布负载 (45)径向负载 (45)3.8.负载驱动方式 (45)3.8.1.点对点 (45)串推 (45)3.8.3.星型 (46)扇型 (46)3.9.传输线损耗和信号质量 (46)3.9.1.集肤效应 (46)3.9.2.邻近效应 (46)3.9.3.辐射损耗 (47)3.9.4.介质损耗 (47)第4章直流电源分布系统设计 (48)4.1.基本概念 (48)4.1.1.电源分布系统 (48)4.1.2.平面 (48)4.1.3.平面（Plane）为电流回路提供最低阻抗回路 (48)4.2.设计目标 (48)4.2.1.为数字信号提供稳定的电压参考； (48)4.2.2.为逻辑电路提供低阻抗的接地连接； (48)4.2.3.为逻辑电路提供低阻抗的电源连接； (48)4.2.4.为电源和地提供低交流阻抗的通路； (48)4.2.5.为数字逻辑电路工作提供电源 (49)4.3.一般设计规则 (50)4.4.多层板的叠层结构 (50)4.4.1.叠层结构的设计主要考虑以下因素 (50)4.4.2.在高速数字设计中的一般规则是 (51)4.5.电流回路 (52)4.5.1.基本概念 (52)4.5.2.环路面积 (52)4.5.3.参考平面的开槽 (53)4.5.4.连接器的隔离盘 (53)4.6.去耦电容极其应用 (54)4.6.1.去耦电容 (54)4.6.2.低频大容量去耦电容（BULK） (55)4.6.3.高频去耦电容 (56)4.6.4.多层片式陶瓷电容的材料选择 (58)4.6.5.表面贴装电容的布局和布线 (58)4.6.6.多层印制板中的平面电容 (59)4.6.7.埋入式电容 (59)4.7.噪声抑制 (61)4.7.1.系统电源变化 (61)4.7.2.系统电源的电位差 (61)4.7.3.系统逻辑地的电位差 (61)4.7.4.地电平抖动 (61)第1章 高速数字系统设计的信号完整性分析导论1.1. 基本概念高速数字设计(High-Speed Digital Design)强调被动元件的特性及其对电路性能的影响， 包括导线、印制电路板以及集成电路封装等等；高速数字设计研究被动元件如何影响信号传输 (振铃和反射)， 信号之间的相互作用(串扰)；信号完整性 (Signal Integrity ，以下简称SI) 是指信号在信号线上的质量。
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；信号完整性是保证系统稳定的基础，分析讨论系统信号完整性是非常必要的。
1.2. 理想的数字信号波形无论是哪一种数字集成电路，理想的数字信号是指器件厂家提供的输出高电平(VOH)、低电平(VOL)、上升沿(tr)和下降沿(tf)等参数所描述的信号波形。