signaalintegriteit

Signaalintegriteit is het vakgebied dat zich richt op het behoud van de kwaliteit van elektrische signalen in elektronische systemen, vooral bij toenemende aandrijfsnelheden en complexere verbindingen. Het doel is om informatie betrouwbaar te kunnen lezen door beperking van vervorming, jitter en verlies van signaalvermogen. Daarbij spelen zowel de eigenschappen van de drager (bijv. kabel, PCB-trace, connector) als de aangesloten schakelingen een rol.

Belangrijke verschijnselen die de signaalintegriteit beïnvloeden, zijn onder meer impedantie-mismatching waardoor reflecties ontstaan, signaalverlies (attenuatie), dispersion en jitter, crosstalk tussen aangrenzende lijnen en elektromagnetische interferentie (EMI). Parasitaire capaciteiten, inductanten en de karakteristieken van kabels bij hoge frequenties dragen hieraan bij. Het herstellen van signaalvorm en -sterkte vereist vaak passende terminations en correcte lay-out.

Meting en analyse worden uitgevoerd met technieken zoals time-domain reflectometry (TDR), oogdiagrammen en vectornetwerk-analyse (VNA). Computersimulaties met SPICE, signaalintegriteits- of elektromagnetische solvers worden gebruikt om impedanties, verlies en crosstalk vooraf te beoordelen en om ontwerpwijzigingen te testen.

Ontwerp en lay-out van printplaten en kabelverbindingen richten zich op gecontroleerde impedantie, differentiële signaling, lengteafstemming, adequate afscherming en terugkeerpaden. Praktische maatregelen zijn onder meer passende terminaties (serie of parallel), minimaliseren van stubs, gerichte routing, afscherming bij kabelbundels en zorgvuldige decoupling van spanningslijnen.

Toepassingsgebieden omvatten high-speed digitale interfaces, datapaden in computers, telecom, automotive en industriële systemen. Naleving van normen en standaarden en het gebruik van meet- en simulatiemiddelen zijn essentieel om foutkansen en signaalstoringen te beheersen.