大家好，我是廣元兄。很高興和大家分享信號(hào)完整性的相關(guān)知識(shí)。希望大家點(diǎn)贊，分享。有什么問(wèn)題加微交流學(xué)習(xí)，微信號(hào)【SI_Basic】。
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前些日子，交流群里有人分享了面試的一些提問(wèn)，讀來(lái)都是些基礎(chǔ)相關(guān)性的問(wèn)題，但是有些還真不一定答好。
想起之前總結(jié)過(guò)一些基礎(chǔ)知識(shí)，那就再拿出來(lái)和大家分享一下：
- 信號(hào)帶寬的定義&經(jīng)驗(yàn)公式？
定義：最高有效正弦波頻率分量。
經(jīng)驗(yàn)公式：
其實(shí)，這里還可以想到平坦響應(yīng)，高斯響應(yīng)
- PCIe Gen3 AC耦合電容范圍及擺放位置？
擺放位置的回答需要分鏈路情況：
- 發(fā)送端和接收端在同一片PCB板上，發(fā)送端或者接收端靠近放都行，就是不能放鏈路的中間位置
- 發(fā)送端和接收端不在同一片PCB板上，靠近發(fā)送端或連接器擺放
這里順帶會(huì)提SATA和USB信號(hào)的情況：
- SATA TX信號(hào)的串容靠近TX連接器都可，RX信號(hào)的串容必須靠近連接器放置
- USB信號(hào)，電容、CMC和ESD靠終端擺放
- 傳輸線的定義？
有的資料給出的是：傳輸線由任意兩條有一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線組成。其中一條標(biāo)記為信號(hào)路徑，另一條標(biāo)記為返回路徑。
試著了解一下英文原版：
In a PCB, a transmission line is a trace and one or two planes.
信號(hào)反射和串?dāng)_的原因是什么？
信號(hào)遇到阻抗突變就會(huì)發(fā)生反射，發(fā)生反射的原因是為了滿足兩個(gè)重要的邊界條件：分界處電壓和電流平衡。
從能量方面來(lái)說(shuō)，就是能量守恒保證系統(tǒng)平衡。藍(lán)寶書里的一張圖比較形象：
這里會(huì)衍生一些問(wèn)題，比如阻抗突變的情況有哪些？
- 過(guò)孔
- 線寬變化
- 層轉(zhuǎn)換
- 接插件
- 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（分支線、T行線或樁線）
- 串?dāng)_產(chǎn)生的根本原因？
邊緣場(chǎng)。解決方法：線與線之間距離拉大，串?dāng)_減小。
當(dāng)然這里有些資料給出的原因是：電磁場(chǎng)的變化。信號(hào)傳播過(guò)程中，信號(hào)附近電磁場(chǎng)發(fā)生變化產(chǎn)生串?dāng)_。
信號(hào)在傳輸線中傳播，衰減的方式有哪些？
- 輻射損耗
- 耦合到相鄰走線
- 阻抗不匹配
- 導(dǎo)線損耗
- 介質(zhì)損耗
知識(shí)延伸：
輻射損耗很小，電磁干擾的考量中很重要。
耦合部分，考慮傳輸線的緊耦合情況，必將有部分能量被耦合到相鄰走線上。
阻抗不匹配引起的突變，會(huì)引起上升邊的退化，能量的反射，回到源端，被端接電阻或源端驅(qū)動(dòng)器內(nèi)阻吸收和消耗。
導(dǎo)線損耗和介質(zhì)損耗考慮較多。信號(hào)的能量都損失在傳輸線的材料中，所損失的信號(hào)能量轉(zhuǎn)去使傳輸線加熱。
導(dǎo)線損耗是指信號(hào)路徑和返回路徑上的能量損耗，本質(zhì)上它是由導(dǎo)線的串聯(lián)電阻引起的。
介質(zhì)損耗是指介質(zhì)中的能量損耗，它是由材料的特殊特性（材料的耗散因子）引起的。
- PCB中影響信號(hào)走線阻抗的因素有哪些？
- 介質(zhì)厚度
- 線寬
- 介電常數(shù)
- 銅箔厚度
- 阻焊
介質(zhì)厚度的影響最大。
- 趨膚效應(yīng)的原因？
趨膚效應(yīng)是由電流流經(jīng)最低阻抗的要求促成的，而在高頻中，路徑的阻抗主要由回路電感決定。
- 玻纖效應(yīng)的影響？
- 阻抗變化
- 差分走線之間的Skew效應(yīng)
同時(shí)這兩個(gè)問(wèn)題，也可以引出：等長(zhǎng)不等時(shí)的匹配的問(wèn)題。
- 信號(hào)完整性考慮哪些方面？
- 信號(hào)完整性（Signal Integrity，SI）,主要指信號(hào)波形的失真；
-
電源完整性（Power Integrity，PI）,主要指為有源器件供電的互連線及各相關(guān)元器件的噪聲；
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電磁兼容（ElectroMagnetic Compatibility，EMC），主要指產(chǎn)品自身產(chǎn)生的電磁輻射和由外場(chǎng)導(dǎo)入產(chǎn)品的電磁干擾。
當(dāng)然也還會(huì)有針對(duì)示波器和銅箔細(xì)化的知識(shí)點(diǎn)：
- 示波器的技術(shù)性能有哪些相關(guān)指標(biāo)？
帶寬，采樣率，存儲(chǔ)深度等。
- 銅箔的類型有哪些？
標(biāo)準(zhǔn)銅箔HTE，反轉(zhuǎn)銅箔RTF，VLP，HVLP等。
群里也有人在討論，這些基礎(chǔ)知識(shí)到底有什么用？
如果只做一類或一種產(chǎn)品，經(jīng)驗(yàn)值就可以。但如果你想做信號(hào)完整類的工作，不同產(chǎn)品類，那基礎(chǔ)才是根本。