信号完整性设计：Eric Bogatin的100条黄金原则

"解决信号完整性问题的100条通用设计原则由资深专家Eric Bogatin提出，旨在最小化信号完整性的挑战。本文列举了部分关键原则，涉及信号路径的匹配、参考平面的选择、端接策略、过孔优化、差分对的设计等方面。" 在电子设计中，信号完整性是确保高速数字系统正常运行的关键因素。以下是从标题和描述中提取的详细知识点： 1. **信号路径的瞬态阻抗匹配**：保持信号路径的阻抗恒定，有助于减少反射和噪声，确保信号质量。 2. **使用可控阻抗布线**：布线的特性阻抗应与信号源和接收器的阻抗匹配，以减少信号失真。 3. **参考平面的选择**：推荐使用低电平平面作为信号的参考，以提供稳定的返回路径，减少电磁干扰。 4. **电压平面耦合**：不同电压平面之间需要紧密耦合，以减小跨平面噪声，这通常通过薄介质和去耦合电容实现。 5. **2D场求解工具**：用于计算特性阻抗，考虑阻焊层和布线厚度等因素，以精确设计PCB叠层。 6. **串联端接策略**：在点到点连接中，串联端接有助于吸收信号的反射，适用于单向和双向信号。 7. **总线端接**：多点总线的每个节点都需要端接，以消除信号在传输过程中的反射。 8. **终端电阻位置**：终端电阻应靠近封装焊盘，以减少回路电感。 9. **拐点和电容的影响**：拐角和小电容可能影响信号完整性，但在一定范围内可忽略。 10. **返回路径设计**：每个信号需有明确的返回路径，其宽度至少是信号线的三倍，以降低辐射。 11. **避免返回路径突变**：即使信号路径绕行，也不应跨越返回路径的不连续处。 12. **避免电气性能变化的布线**：保持布线材料和结构一致性，减少不确定性。 13. **非均匀区域的控制**：尽量缩短非均匀区域，减少信号传播的不稳定性。 14. **高速系统中电阻的选择**：快速上升时间系统应使用SMT电阻，减少回路电感。 15. **过孔优化**：通过减小捕获焊盘和增加反焊盘直径来减少过孔的容性效应。 16. **补偿低成本线接头的电感**：添加小电容来平衡线接头的高电感。 17. **差分对设计**：保持差分对的差分阻抗恒定，减小不对称性，以优化信号质量。 18. **线距与线宽的调整**：当线距改变时，应相应调整线宽以保持差分阻抗不变。 19. **时延线的添加**：在差分对中添加时延线时，应在起始端，并去耦合该区域。 20. **差分对的耦合状态**：在不影响差分阻抗的情况下，可以灵活调整差分对的耦合状态。 21. **差分对的紧耦合**：一般建议差分对保持紧耦合，以提高信号质量。 22. **边缘耦合与侧向耦合的选择**：根据布线密度、PCB厚度和制造商能力选择合适的耦合方式。 23. **板级差分对的设计**：差分对的设计需综合考虑多种因素，以确保信号完整性。 以上设计原则为工程师们提供了一套实用的指南，帮助他们在设计过程中预防和解决信号完整性问题，确保系统的高效、稳定运行。