以下是 SI 信号完整性测试中的常见问题及解决办法:
信号反射
问题:当传输线的特征阻抗与信号的源端阻抗或负载阻抗不匹配时,信号会发生反射,导致信号波形出现过冲、下冲和振铃现象,影响系统时序.
解决办法:进行阻抗匹配,设计传输线时确保特性阻抗与源 / 负载阻抗一致;在接收端或源端加终端电阻吸收反射信号;优化 PCB 布局,减少传输线的不连续性.
串扰
问题:信号在传输线上传输时,因电磁能量通过互容和互感耦合对相邻的传输线产生噪声干扰,与走线长度、信号线间距及参考地平面等有关.
解决办法:增大信号线间距,减少电磁干扰;采用地平面屏蔽,在关键走线间隔布置地线或参考层;使用差分信号走线,减少噪声耦合;避免平行走线,若无法避免则尽量缩短平行长度.
信号延迟和时序错误
问题:信号在导线上以有限的速度传输,存在传输延迟,过多的信号延迟或不匹配将导致时序错误和逻辑器件功能混乱.
解决办法:保持走线长度匹配,尤其是差分信号或多信号组中;减少电容和电感负载,避免不必要的走线转角和过孔;优化时钟分配网络,使用专用的时钟缓冲器.
时钟抖动
问题:时钟信号的不稳定会导致数据传输错误.
解决办法:使用高精度时钟源;优化时钟树设计,减少时钟信号的传输延迟和失真;使用时钟同步技术,确保各个时钟信号之间的同步.
信号衰减
问题:信号在传输过程中由于介质损耗等原因逐渐减弱.
解决办法:选择低损耗材料制作 PCB;优化信号路径,减少信号传输的距离和损耗;使用信号增强技术,如增加信号放大器等.
电磁干扰
问题:外部电磁场对信号传输产生影响,导致信号质量下降.
解决办法:添加地平面和屏蔽层,减少高频辐射;控制走线长度和布局,避免天线效应;使用滤波和旁路电容,抑制高频噪声.
电源完整性问题对信号完整性的影响
问题:电源噪声和纹波等会影响信号质量,如地弹等现象.
解决办法:进行电源去耦,在电源和 IC 之间添加去耦电容;使用多层 PCB,布置电源平面和地平面,降低阻抗;采用低噪声电源管理方案.