信号完整性

在上一篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100045663.html">这篇文章让你掌握PCB信号完整性…（一）</a>”中，我们介绍了PCB走线中途容性负载反射、接收端容性负载的反射和PCB走线宽度变化产生的反射。在本文，我们将介绍信号振铃是如何产生以及信号反射的内容。

一、PCB走线中途容性负载反射

很多时候，PCB走线中途会经过过孔、测试点焊盘、短的stub线等，都存在寄生电容，必然对信号造成影响。走线中途的电容对信号的影响要从发射端和接受端两个方面分析，对起点和终点都有影响。

首先看一下对信号发射端的影响。当一个快速上升的阶跃信号到达电容时，电容快速充电，充电电流和信号电压上升快慢有关，充电电流公式为：I=C*dV/dt。电容量越大，充电电流越大，信号上升时间越快，dt越小，同样使充电电流越大。

我们知道，信号的反射与信号感受到的阻抗变化有关，因此为了分析，我们看一下，电容引起的阻抗变化。在电容开始充电的初期，阻抗表示为：

在上一篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100045087.html">100条估计信号完整性效应的经验…（一）</a>”中，我们介绍了50条估计信号完整性效应的经验法则。本文中，我们将介绍剩下的50条估计信号完整性效应的经验法则。

随着现代数字电子系统突破1GHz的壁垒，PCB板级设计和IC封装设计必须都要考虑到信号完整性和电气性能问题。凡是介入物理设计的人都可能会影响产品的性能。所有的设计师都应该了解设计如何影响信号完整性，至少能够和信号完整性专业的工程师进行技术上的沟通。当快速地得到粗略的结果比以后得到精确的结果更重要时，我们就使用经验法则。

经验法则只是一种大概的近似估算，它的设计目的是以最小的工作量，以经验为基础找到一个快速的答案。经验法则是估算的出发点，它可以帮助我们区分5或50，而且它能帮助我们在设计的早期阶段就对设计有较好的整体规划。在速度和精度的权衡之间，经验法则倾向于速度，但它并不是很准确。

一、印制电路板阻抗特性：
　　
据信号的传输理论，信号是时间、距离变量的函数，因此信号在连线上的每一部分都有可能变化。因此确定连线的交流阻抗，即电压的变化和电流的变化之比为传输线的特性阻抗(Characteristic Impedance)：传输线的特性阻抗只与信号连线本身的特性相关。在实际电路中，导线本身电阻值小于系统的分布阻抗，犹其是高频电路中，特性阻抗主要取决于连线的单位分布电容和单位分布电感带来的分布阻抗。理想传输线的特性阻抗只取决于连线的单位分布电容和单位分布电感。
　　
二、印制电路板特性阻抗的计算：

电容器在电子电路中有重要而广泛的用途。与传统的PCB设计相比，高速高密度PCB设计面临很多新挑战，对所使用的电容器提出很多新要求。此外，电容器技术和高速高密度PCB设计技术又都在不断发展。因而在调整高密度PCB设计中，电容器的选择是一个非常值得大家研究的问题。结合高速高密度PCB的基本特点，分析了电容器在高频应用时主要寄生参数及其影响，指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法，总结了适用于高速度高密度PCB的电容器的基本特点，介绍了适用于高速高密度PCB的电容器的若干新进展。

电容器是电子电路中的基本元件之一，有重要而广泛的用途。按应用分类，大多数电容器常分为四种类型：交流耦合，包括旁路（通交流隔直流）；去耦（滤除交流信号或滤除叠加在直流信号上的高频信号或滤除电源、基准电源和信号电路中的低频成分）；有源或无源RC滤波或选频网络；模拟积分器或采样保持电路（捕获和存储电荷）。

电容器的各类很多，分类方法也较多，根据制造材料和工艺的不同，常用的有以下几类：NPO陶瓷电容器、聚苯乙烯陶瓷电容器、聚丙稀电容器、聚四氟乙稀电容器、MOS电容器、聚碳酸酯电容器、聚酯电容器、单片陶瓷电容器、云母电容器、铝电解电容器、钽电解电容器等。这些电容器各有其特点，以满足不同的应用需要。

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