在設計PCB布線的電路板布局時，走線可能是最重要的考慮因素。這通常涉及以下良好布局設計準則，例如選擇正確的布線和過孔位置和間距。除了留在內部，太多的設計很少關注走線寬度合同制造商（CM）的公差。實際上，PCB走線的寬度和通孔的尺寸會嚴重影響信號的完整性和電流。為了量化這個概念，讓我們仔細研究一下信號完整性以及如何通過PCB走線寬度來控制它。

確切地說，什么是信號完整性？

您可能已經聽說過信號完整性一詞甚至數百次。顯然，具有良好的信號完整性是可取的，但是具有良好或不良的信號完整性到底意味著什么呢？讓我們嘗試以提出實現良好信號完整性或最小化PCB設計方面導致不良信號完整性的方面的方法來回答該問題。

信號完整性可以定義為電信號或電子信號在穿過介質或路徑時保持其初始屬性的趨勢的度量。信號以其離開源時具有的相同幅度，相位，頻率，功率和波形到達目的地或接收器，將具有完美或絕對的信號完整性。不幸的是，這種情況僅在理論上或真空中存在。實際上，無論路徑如何，都會以某種方式修改信號完整性，并且在某些情況下，這些對信號完整性的修改會嚴重影響信號的完整性。設備的可靠性。

PCB信號完整性問題

數字電子設備本質上是模擬電子設備，它依賴于準確確定信號代表高狀態還是低狀態的能力。確定狀態需要定義一個閾值，高于該閾值將解釋為高狀態，而低于此閾值將解釋為低狀態。在某些情況下，不同狀態之間的轉換速率也是必要的。當已經改變信號使得不能精確地做出這些確定時，處理設備或系統的性能變得不穩定，不穩定或不可預測。

對于電氣和電子信號被認為具有相對較低的頻率（<50MHz）的PCB，信號完整性通常不是重要問題，因為信號轉換時間1比在整個板上傳播的延遲短。但是，對于采用高頻數字組件的電路板，可能會出現許多信號完整性問題，其中包括：

l鈴聲–響應于變化（例如切換）的信號振蕩。信號通常會在“建立時間”后恢復到正常狀態。在此狀態下，信號不可靠，并且可能傳播到其他設備。

l相聲–當一條跡線上的信號通常并行影響另一條跡線上的信號時發生。這些信號可能會導致設備或系統發生意外行為。

l地面彈跳–該術語用于描述電子設備的接地引腳值和與其連接的實際接地之間的差異。這是由于設備引腳和實際接地之間的導體電感引起的。

l反射–當傳輸線上的阻抗不一致時，反射通常會發生在傳輸線或走線上。對于這種情況，一部分傳輸的能量會反射回源。

l電磁干擾（EMI）–外部輻射設備對傳播信號的有害干擾。這也稱為噪聲，因為它通常會增加或減少信號幅度和頻率。該噪聲的大小可以使得不能容易地檢測到感興趣的信號。

盡管上述信號完整性問題的來源不同，但所有這些都受到您的電路板走線的影響。

如何使用PCB走線寬度解決信號完整性問題

信號完整性可能是任何PCB上的主要問題；但是，對于數據和信號處理板，這可能是必須解決的最嚴重的問題。例如，在醫療設備，航空航天或汽車系統中執行敏感功能的板可能會遭受誤診，失控甚至死亡的危險。由于這些原因，您的設計應始終遵循合同制造商（CM）的指導原則，PCB布局 和 通過選擇。此外，您還可以策略性地利用您的PCB走線寬度來生成最佳的信號完整性設計。

所有信號均通過其傳播的路徑，走線或過孔的屬性進行修改。最值得注意的是，阻抗會影響信號電壓，電流幅度和頻率。可以通過改變走線的長度，厚度和寬度來控制阻抗。如果走線長度和厚度保持恒定或固定，則可以通過更改走線寬度來完全控制阻抗。下表總結了如何使用這種關系來解決上面定義的信號完整性問題。

信號完整性是一項不可或缺的性能指標，對于準確的數據傳輸和關鍵系統而言，這是不可妥協的。