信号完整性基础-反射

01

概述

（1）定义：信号在传输线传播的过程中遇到阻抗不连续时造成部分信号回弹的现象，称之为反射。

反射的影响：反射会带来过冲、振铃、回沟等一系列现象，容易造成器件失效、逻辑判断出错、EMI等问题。

图1 反射问题示意图

（2）什么时候需要考虑反射：只有当走线的长度达到高速信号定义时需要考虑反射（信号边沿小于4~6倍的走线时延）。如果走线很短，产生的反射会被掩盖在边沿之中。

如下图边沿时间为0.1ns和0.3ns的信号在60mil和300mil走线不连续情况下的仿真结果。

图2、3 ADS仿真：不同边沿和走线长度对信号的影响

（3）传输过程中任何不均匀都会导致阻抗不连续，从而产生反射，比如线宽变化、过孔、连接器、走线分支等。

实际设计中，对于高速走线需要尽量减少过孔数量、同一层尽量保证走线宽度一致、减少走线分支。

图4 PCB中造成反射的常见案例

02

正负反射

（1）反射系数：反射信号与入射信号的比值，反射系数为正，则该反射为正反射。反射系数为负，该反射为负反射。

公式：