信号完整性需要重视的几大关键问题

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阻抗不匹配和反射

考虑一条50欧姆的传输线，端接150欧姆的端接电阻或一个过阻尼电路。为简单起见，我们将电池的阻抗设置为0，这会将反射波强制返回负载。此外，设置波传播给定长度的时间延迟（td =距离/ Vp）。现在，让我们关闭开关(s)，看看负载发生了什么。

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源和终端阻抗之间来回的连续反射波会导致信号覆盖在源信号上，并在信号线上产生振铃。

在计算终端和源的反射系数时，我们可以得出到达终端的入射波量加上反射回源的反射波量。图14中具有较大电压的过冲振铃会给器件施加更多的辐射而使其过应力，并在相邻走线之间产生更多的串扰。另一方面，由振铃或瞬态响应期间电压轨下降引起的下冲都将增加更高的误码率。

带转接驱动器和不带转接驱动器的系统

对于某些移动应用，如使用10Gbps数据速率的USB 3.1 Gen 2的移动应用，总损耗预算以dB为单位，包括所有互连通道损耗。损耗预算包括从硅到连接器的路径中的任何损耗，如硅封装、PCB走线、通孔、柔性、共模滤波器和连接器。

为了USB Type-C Gen 2系统保持好的信号质量而又不限制PCB的尺寸和设备的位置，转接驱动器是最具性价比的方案。

考虑到像智能手机或平板电脑这样的系统，可以将其视为高频数字信号从APP处理器封装和引脚、PCB走线、通孔、连接器、柔性电缆和USB连接器传输而来，这些高数据速率信号可能在通过1m电缆之前就衰减。

当信号通过信道传播时，信号的幅值会衰减，且取决于信道的长度，这种衰减可能足以导致在高数据速率下出现信号完整性问题。

转接驱动器作为信号调节器件，可以恢复在给定通道上已有损耗的信号，它可以增强恢复的信号的输出，从而允许该信号传播更长的距离和开眼以降低误码率。

具有可编程差分输出电压的转接驱动器确保驱动强度与线路阻抗、走线长度保持一致，并均衡信号和解决信号完整性问题。请记住，增加驱动器的差分输出电压将有助于改善接收信号，但同时也会增加噪声和抖动。

总结

保持可接受的信号完整性，需要重视集肤效应、匹配的端接、反射、通孔、串扰、耦合及其对信号衰减的影响。

当走线的长度约为信号波长的1/10时，任何互连都应视为传输线。

影响信号完整性的因素，如信道损耗和由阻抗失配引起的信号反射，发生在数据从处理器通过PCB、通孔、柔性电缆或从PCB、通孔、柔性电缆到处理器的任何传输过程中。

在整个信号路径中保持阻抗匹配对于接口至关重要，以防止反射并提供最大的功率传输。 任何阻抗失配都会在线路上引起反射，增加抖动并可能损害信号质量。

如果没有转接驱动器，将很难或几乎不可能在数据速率> 10Gbps通过系统电气和协议一致性测试。 在不使用转接驱动器进行短通道和长通道测试时，具有较高数据速率的给定信号的总传输通道距离可能会受到限制，并且不同设备之间的互操作性机会会降低。

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在计算终端和源的反射系数时，我们可以得出到达终端的入射波量加上反射回源的反射波量。

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Marios

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