PCB行業術語和定義——信號完整性（SI）

信號完整性（SI）

信號完整性（英語：Signal Integrality, SI）是指信號在傳輸路徑上的質量。在數字電路中，一串二進制的信號流是通過電壓（或電流）的波形來表示。然而，自然界的信號實際上都是模擬的，而非數字的，所有的信號都受噪音、扭曲和損失影響。

信號完整性考慮的問題主要有振鈴（ringing）、串擾（crosstalk）、接地反彈、扭曲(skew)、信號損失和電源供應中的噪音。

振鈴（ringing）

信號的反射可能會引起振鈴現象，一個典型的信號振鈴如圖1所示：

如果信號傳輸過程中感受到阻抗的變化，就會發生信號的反射。這個信號可能是驅動端發出的信號，也可能是遠端反射回來的反射信號。根據反射系數的公式，當信號感受到阻抗變小，就會發生負反射，反射的負電壓會使信號產生下沖。信號在驅動端和遠端負載之間多次反射，其結果就是信號振鈴。大多數芯片的輸出阻抗都很低，如果輸出阻抗小于PCB走線的特性阻抗，那么在沒有源端端接的情況下，必然產生信號振鈴。

串擾（crosstalk）

指當信號在傳輸線上傳播時，因電磁耦合而對相鄰的傳輸線產生的不期望的電壓噪聲干擾。這種干擾是由于傳輸線之間的互感和互容引起的。

接地反彈（地彈）

“地彈”，是指芯片內部“地”電平相對于電路板“地”電平的變化現象。以電路板“地”為參考，就像是芯片內部的“地”電平不斷的跳動，因此形象的稱之為地彈（Ground Bounce）。

扭曲（skew）

在并行總線中，由于不同的信號通路之間存在著細微的差異（比如長度），導致了信號到達接收端有輕微的時間差。

電源噪聲

電磁干擾的一種，其傳導噪聲的頻譜大致為10kHz~30MHz，最高可達150MHz。電源噪聲，特別是瞬態噪聲干擾，其上升速度快、持續時間短、電壓振幅度高、隨機性強，對微機和數字電路易產生嚴重干擾。

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