信號完整性研究：了解關鍵長度

 

很多人對PCB上關鍵線路的概念非常模糊，甚至很多人都不知道這個概念，如果你設計高速電路板卻不知道這個概念，可以肯定的是最終電路板將無法穩定工作，你很困惑，不必調試。業界的關鍵長度非常混亂，有人說3英寸，有人說1英寸，我聽過很多其他說法，大多是因為對概念的錯誤理解造成的。很多人說，O，太長的一條線會造成信號反射，線條很短，不會產生反射。這句話是非常錯誤的，混合了幾個概念，如粘貼。

 

究竟什么是關鍵長度，它是什么，為什么我們應該關注臨界長度？理解關鍵長度的最佳方法是從時間角度分析它們。 PCB布線上的信號傳輸需要一定的時間，普通FR4板上的傳輸時間約為每納秒6英寸，當然，表面線和內層線速度略有不同。當線路上存在阻抗突變時，會發生信號反射，這與線路的長度無關。但是，如果線路很短，在源信號尚未上升到高功率時，反射信號已經返回到源，則傳輸信號被淹沒在上升沿，信號波形沒有太大變化。如果接線很長，發射器信號已達到高電平，反射信號到達信號源，則反射信號將疊加在高電平位置，從而產生干擾。然后，線的長度具有臨界值，大于該值，返回信號疊加在高電平，小于該值的反射信號沿著浸沒浸沒。

 

這個閾值是臨界長度，并注意到這個定義非常不準確，因為只考慮了一個反射，這里只是為了理解概念需要，暫時這樣說。那么確切的定義是什么？實際上，反射多次發生，盡管第一次信號反射回源的時間小于沿時間上升的信號，但隨后的多次反射也會疊加在高位置，造成干擾。信號波形。那么，臨界長度的合理定義應該是能夠控制反射信號在可容忍范圍內的干擾的線的長度。該長度上的信號往返時間遠小于信號上升時間。實驗中發現的經驗數據是，當PCB布線上的信號延遲高于信號上升沿的20％時，信號將產生明顯的振鈴。對于上升時間為1ns的方波信號，當PCB布線長度大于0.2 * 6 = 1.2inch時，信號將產生嚴重的振鈴。

 

因此臨界長度為1.2英寸，約3厘米。您可能已經注意到這是信號上升時間了！再次，強調信號上升時間在高速設計中起著重要作用。