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PCB中的信號反射
印刷電路板（PCB）一直是科學家和工程師關注的焦點，他們提出了有關如何提高最終電子產品質量的新穎想法。由于PCB在任何電子產品或設備的功能和性能中都起著關鍵作用，因此，完美設計的PCB布局非常重要。設計工程師在設計PCB布局時必須考慮許多因素，而這些因素是由最終產品的要求決定的。
如PCB的層數，PCB的尺寸和尺寸，要焊接在PCB上的電子組件的數量，組件的類型，布線技術以及許多其他PCB設計因素。其中最重要的方面之一是“阻抗匹配”。用于射頻或微波電子等高頻應用的電子產品專用的PCB，那么PCB布局設計中最關鍵的部分是控制電路的阻抗。
什么是信號反射？
我們熟悉反射現象，即當光線入射到反射鏡上時，光線會從反射鏡表面反射。另一個例子是水，當光進入水中時，一些光被折射而一些光被反射。電信號也有同樣的現象。信號反射是信號源將信號跡線中的電信號傳輸到接收器/接收器，信號的某些部分從接收器/接收器反射回源的現象。該反射信號會導致信號失真和電路振蕩。
為什么信號被反射..？
信號從接收器反射到發送器的原因是由于信號走線的特征阻抗不連續而引起的瞬態阻抗。如果從源或發射器到接收器或接收器的特性阻抗是一致的，則不會有信號反射。信號走線的特征阻抗不連續可能是由于信號走線的寬度，厚度，走線與相應參考平面之間的距離以及PCB基板材料的介電常數的變化所引起的。
信號反射的影響：
振蕩：
幸運的是，從接收器反射的信號的強度總是小于主信號，因此反射的信號再次被發送，然后再次以較小的強度被反射，因此，這種信號被緩慢減小，但會引起暫時的振蕩。
超調和下調：
如果信號發送和接收之間的延遲時間短且信號發送速度更快，并且如果未給定上一個反射信號的時間/延遲減小而下一個信號被發送，則這將導致信號“峰值”累積并會導致反射信號過沖，從而使電路完全失效。同樣，如果累積了“谷”信號，則會導致反射信號下沖，從而削弱主信號，從而導致時鐘錯誤或對數字數據線（如SDI，SDO，SCLK等）的誤解。信號結束。
信號失真：
如果來自接收器端的反射信號足夠強，則它們可能會改變數字電路的邏輯狀態，因此電路將以意想不到的方式工作。失真的信號對噪聲敏感。
信號反射如何計算？
從A到B的特征阻抗是連續的，但從點B到信號跡線的阻抗發生了變化，因此改變了向前傳輸的電壓Vo和電流Io 。從A到B的特性阻抗為Zi，而從B點的特性阻抗為Zo。將圖片保持在上方，對于B點從左看，我們可以使用歐姆定律寫為
現在從右看B點，線阻抗現在為Zo，那么我們可以寫為Vo
現在有兩種情況
情況1：阻抗不連續且Zi = Zo
在這種情況下，如果Zi = Zo，則我們簡單地得出Vo = Vi，意味著傳輸的電壓與入射電壓Vi相同，并且沒有信號被反射。
情況2：間斷阻抗Zi ≠ Zo
現在，由于信號跡線的不連續阻抗不連續，入射信號并未完全向前傳輸。因此，入射信號的某些部分被反射回“ Vr”。
因此我們可以寫
現在，由于反射電流沿相反方向流動，因此它將減去入射電流，因此
反射信號沿著阻抗為Zi的信號走線部分傳播，因此我們可以使用歐姆定律
將等式1、2和5放在3中，我們得到
但
因此
要么
該具有阻抗的項稱為反射系數“ Rc”。
Rc的值可以從-1到1。但是理想情況下Rc應該為零
減少信號反射的方法
可以降低信號的傳輸速率或速度，以使反射信號的振蕩最小化并穩定電路的信號走線
的印刷電路板厚度相對保持為低，以便減小寄生電容
通過仔細布置多層HDI PCB中的層數來縮短信號傳輸走線的長度。這樣可以有效降低寄生電感，減少信號之間的串擾
信號走線的匝數或彎曲數應保持盡可能低。信號線應該在一條直線，但如果彎曲是必要的，然后彎曲弧度應在45 ?。這有助于減少EMI輻射
將所有重要信號線布設在同一平面上，以最大程度地減少不必要的通孔。
分開的接地層和電源層應用于分開的穩壓電源，以降低多電源電路系統中的噪聲。這將增強信號完整性。
應用正確的路由拓撲
路由拓撲：
并行拓撲：
在這種結構布置中，源同時將信號饋送到多個接收器或接收器。所有以并聯或星形連接的節點/接收器均與源同步。但是，每個節點/分支都需要單獨的終端電阻，并且必須與特性阻抗兼容。
系列拓撲：
這里，一個發射器或源以菊花鏈或串聯方式連接，一個的輸出或輸出連接到另一個的輸入。可以在驅動/發送/源極附近放置一個簡單的串聯電阻，以使接收器側的阻抗與特性阻抗兼容。菊花鏈的分支長度應盡可能短。但是，在不同接收端接收的信號與主發送器不同步。
信號走線終止：
有兩種方法可以終止信號跟蹤。