Signalintegritet

Signalintegritet refererer til kvaliteten på elektriske signaler når de overføres gjennom ledningsnett, kabler og kretskort, og den beskriver evnen til å bevare tolkbare signaler fra avsender til mottaker under realistiske forhold. Den er særlig viktig i høyhastighets digitale systemer og i analog kommunikasjon der signalets form og timing er kritisk.

Vanlige påvirkninger inkluderer refleksjoner forårsaket av impedansforskjeller, demping og dispersion som reduserer signalets amplitude og forringer formkvaliteten, krysstale mellom nærliggende ledere, støy og elektromagnetisk interferens, samt jitter og tidsforskyvning.

I praksis gjelder signalintegritet for PCB-er, kabler og kontakter i elektroniske systemer. SI opprettholdes gjennom kontrollert impedans i ledningssporene, riktig terminering, bruk av differensialsignaling, lengdematching og god håndtering av gjennomførte viaer, samt begrensning av stubs og parasittiske effekter.

Designprinsipper inkluderer bruk av kontrollert impedansspor, passende serielle eller differensielle termineringsteknikker, lengdematching av kritiske signalbaner, og tiltak for å minimere støy og krysstale. Anbefalte praksiser er også god avkobling, skjerming og omhyggelig plassering av koblinger og ledningsbaner.

Måling og analyse av signalintegritet involverer verktøy som tidsdomene-reflektometri (TDR), øyediagrammer, vektornetverksanalysatorer (VNA) og simuleringer i SPICE eller EM-simuleringsverktøy. Både fordesign og ettermontering bruker disse metodene for å verifisere at kravene oppnås.

Standarder og praksis varierer mellom grensesnitt, men mange høyhastighets grensesnitt spesifiserer impedansverdier som ofte er 100 ohm differensiell, med 50 ohm som vanlig enkeltlederreferanse. Industri- og selskapsspesifikke krav, som PCIe, HDMI og SATA, gir retningslinjer for design og måling av signalintegritet.