高速電路設(shè)計/信號完整性的一些基本概念

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1.信號完整性（Signal Integrity）：就是指電路系統(tǒng)中信號的質(zhì)量，如果在要求的時間內(nèi)，信號能不失真地從源端傳送到接收端，我們
就稱該信號是完整的。

2.傳輸線（Transmission Line）：由兩個具有一定長度的導(dǎo)體組成回路的連接線，我們稱之為傳輸線，有時也被稱為延遲線。

3.集總電路（Lumped circuit）：在一般的電路分析中，電路的所有參數(shù)，如阻抗、容抗、感抗都集中于空間的各個點上，各個元件
上，各點之間的信號是瞬間傳遞的，這種理想化的電路模型稱為集總電路。

4.分布式系統(tǒng)(Distributed System)：實際的電路情況是各種參數(shù)分布于電路所在空間的各處，當(dāng)這種分散性造成的信號延遲時間與信號
本身的變化時間相比已不能忽略的時侯，整個信號通道是帶有電阻、電容、電感的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這就是一個典型的分布參數(shù)系統(tǒng)。

5.上升/下降時間（Rise/Fall Time）：信號從低電平跳變?yōu)楦唠娖剿�需要的時間，通常是量度上升/下降沿在10%-90%電壓幅值之間的
持續(xù)時間，記為Tr。

6.截止頻率（Knee Frequency）：這是表征數(shù)字電路中集中了大部分能量的頻率范圍（ 0.5/Tr），記為Fknee，一般認為超過這個頻率
的能量對數(shù)字信號的傳輸沒有任何影響。
 

7.特征阻抗（Characteristic Impedance）：交流信號在傳輸線上傳播中的每一步遇到 不變的瞬間阻抗就被稱為特征阻抗，也稱為浪涌
阻抗，記為Z0�？梢酝ㄟ^傳輸線上輸入 電壓對輸入電流的比率值(V/I)來表示。

8.傳輸延遲（Propagation delay）：指信號在傳輸線上的傳播延時，與線長和信號傳播速度有關(guān)，記為tPD。

9.微帶線（Micro-Strip）：指只有一邊存在參考平面的傳輸線。

10.帶狀線（Strip-Line）：指兩邊都有參考平面的傳輸線。

11.趨膚效應(yīng)（Skin effect）：指當(dāng)信號頻率提高時，流動電荷會漸漸向傳輸線的邊緣靠近，甚至中間將沒有電流通過。與此類似的還有
集束效應(yīng)，現(xiàn)象是電流密集區(qū)域集中 在導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)。

12.反射（Reflection）：指由于阻抗不匹配而造成的信號能量的不完全吸收，發(fā)射的程度可以有反射系數(shù)ρ表示。

13.過沖/下沖（Over shoot/under shoot）：過沖就是指接收信號的第一個峰值或谷值超過設(shè)定電壓——對于上升沿是指第一個峰值超
過最高電壓；對于下降沿是指第一個谷值超過最低電壓，而下沖就是指第二個谷值或峰值。

14.振蕩：在一個時鐘周期中,反復(fù)的出現(xiàn)過沖和下沖,我們就稱之為振蕩。振蕩根據(jù)表現(xiàn)形式可分為振鈴（Ringing）和環(huán)繞振蕩，振鈴
為欠阻尼振蕩,而環(huán) 普竦 為過阻尼振蕩 。

匹配（Termination）：指為了消除反射而通過添加電阻或電容器件來達到阻抗一致的效果。因為通常采用在源端或終端，所以也稱為
端接。

15.串?dāng)_：串?dāng)_是指當(dāng)信號在傳輸線上傳播時，因電磁耦合對相鄰的傳輸線產(chǎn)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。

信號回流（Return current）：指伴隨信號傳播的返回電流。

16.自屏蔽（Self shielding）：信號在傳輸線上傳播時，靠大電容耦合抑制電場，靠小電感耦合抑制磁場來維持低電抗的方法稱為自屏
蔽。

17.前向串?dāng)_（Forward Crosstalk）：指干擾源對犧牲源的接收端產(chǎn)生的第一次干擾，也稱為遠端干擾(Far-end crosstalk)。

18.后向串?dāng)_（Forward Crosstalk）：指干擾源對犧牲源的發(fā)送端產(chǎn)生的第一次干擾，也稱為近端干擾(Near-end crosstalk)。

19.屏蔽效率（SE）：是對屏蔽的適用性進行評估的一個參數(shù)，單位為分貝。

吸收損耗：吸收損耗是指電磁波穿過  蔽罩的時候能量損?的數(shù)量。

20.反射損耗：反射損耗是指由于屏蔽的內(nèi)部反射導(dǎo)致的能量損耗的數(shù)量，他隨著波阻和 屏蔽阻抗的比率而變化。

21.校正因子：表示屏蔽效率下降的情況的參數(shù)，由于屏蔽物吸收效率不高，其內(nèi)部的再反射會使穿過屏蔽層另一面的能量增加，所以
校正因子是個負數(shù)，而且只使用于薄屏蔽罩中存在多個反射的情況分析。

22.差模EMI：傳輸線上電流從驅(qū)動端流到接收端的時候和它回流之間耦合產(chǎn)生的EMI，就叫做差模EMI。

23.共模EMI：當(dāng)兩條或者多條傳輸線以相同的相位和方向從驅(qū)動端輸出到接收端的時候 ，就會產(chǎn)生共模輻射，既共模EMI。

24.發(fā)射帶寬：即最高頻率發(fā)射帶寬，當(dāng)數(shù)字集成電路從邏輯高低之間轉(zhuǎn)換的時候，輸出端產(chǎn)生的方波信號頻率并不是導(dǎo)致EMI的唯一成
分。該方波中包含頻率范圍更寬廣的正弦諧波分量，這些正弦諧波分量是工程師所關(guān)心的EMI頻率成分，而最高的EMI頻率也稱為EMI的
發(fā)射帶寬。

25.電磁環(huán)境：存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。

26.電 派牛喝魏 能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或者無生命物質(zhì)產(chǎn)生 損害作用的電磁現(xiàn)象。

27.電磁干擾：電磁騷擾引起設(shè)備、傳輸通道和系統(tǒng)性能的下降。

28.電磁兼容性：設(shè)備或者系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

29.系統(tǒng)內(nèi)干擾：系統(tǒng)中出現(xiàn)由本系統(tǒng)內(nèi)部電磁騷擾引起的電磁干擾。

30.系統(tǒng)間干擾：有其他系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾對一個系統(tǒng)造成的電磁干擾。

31.靜電放電：具有不同靜電電位的物體相互接近或者接觸時候而引起的電荷轉(zhuǎn)移。

建立時間（Setup Time）：建立時間就是接收器件需要數(shù)據(jù)提前于時鐘沿穩(wěn)定存在于輸 入端的時間。

32.保持時間（Hold Time）：為了成功的鎖存一個信號到接收端，器件必須要求數(shù)據(jù)信 號在被時鐘沿觸發(fā)后繼續(xù)保持一段時間，以確
保數(shù)據(jù)被正確的操作。這個最小的時間就 是我們說的保持時間。

33.飛行時間（Flight Time）：指信號從驅(qū)動端傳輸?shù)浇邮斩�，并達到一定的電平之間 的延時，和傳輸延遲和上升時間有關(guān)。

34.Tco：是指器件的輸入時鐘邊緣觸發(fā)有效到輸出信號有效的時間差，這是信號在器件內(nèi)部的所有延遲總和，一般包括邏輯延遲和緩沖
延遲。緩沖延遲（buffer delay）：指 信號經(jīng)過緩沖器達到有效的電壓輸出所需要的時間

35.時鐘抖動（Jitter）：時鐘抖動是指時鐘觸發(fā)沿的隨機誤差，通常可以用兩個或多個時鐘周期之間的差值來量度，這個誤差是由時鐘
發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生的，和后期布線沒有關(guān) 系。

36. 時鐘偏移（Skew）：是指由同樣的時鐘產(chǎn)生的多個子時鐘信號之間的延時差異。 假時鐘: 假時鐘是指時鐘越過閾值(threshold)無意識地改變了狀態(tài)(有時在VIL 或VIH之間)。通常由于過分的下沖(undershoot)或串?dāng)_(crosstalk)引起。

37.電源完整性(Power Integrity)： 指電路系統(tǒng)中的電源和地的質(zhì)量。

38.同步開關(guān)噪聲（Simultaneous Switch Noise）：指當(dāng)器件處于開關(guān)狀態(tài)，產(chǎn)生瞬間變化的電流（di/dt），在經(jīng)過回流途徑上存在的
電感時，形成交流壓降，從而引起噪聲，簡稱SSN。也稱為Δi噪聲。

39.地彈（Ground Bounce）：指由于封裝電感而引起地平面的波動，造成芯片地和系統(tǒng)地不一致的現(xiàn)象。同樣，如果是由于封裝電感
引起的芯片和系統(tǒng)電源差異，就稱為電源