信号完整性：信号振铃的产生
信号的反射可能会引起振铃现象，一个典型的信号振铃如图1所示。
图1
那么信号振铃是怎么产生的呢？
前面讲过，如果信号传输过程中感受到阻抗的变化，就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号，也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式，当信号感受到阻抗变小，就会发生负反射，反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射，其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低，如果输出阻抗小于PCB 走线的特性阻抗，那么在没有源端端接的情况下，必然产生信号振铃。
信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，PCB 走线的特性阻抗为50欧姆（可以通过改变PCB 走线宽度，PCB 走线和内层参考平面间介质厚度来调整），为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3V 电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么？为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。图2为反射示意图。
第1次反射：信号从芯片内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆PCB 特性阻抗的分压，实际加到PCB 走线上的信号为A 点电压3.3*50/(10+50)=2.75V。传输到远端B 点，由于B 点开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是2.75V 。此时B 点测量电压是2.75+2.75=5.5V。
第2次反射：2.75V 反射电压回到A 点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射，A 点反射电压为-1.83V ，该电压到达B 点，再次发生反射，反射电压-1.83V 。此时B 点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84V。
第3次反射：从B 点反射回的-1.83V 电压到达A 点，再次发生负反射，反射电压为1.22V 。该电压到达B 点再次发生正反射，反射电压1.22V 。此时B 点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28V。
第4次反射：。。。 。。。 。。。第5次反射：。。。 。。。 。。。 如此循环，反射电压在A 点和B 点之间来回反弹，而引起B 点电压不稳定。
观察
B 点电压：5.5V->1.84V->4.28V->……，可见B 点电压会有上下波动，这就是信号振铃。
图2
信号振铃根本原因是负反射引起的，其罪魁祸首仍然是阻抗变化，又是阻抗！在研究信号完整性问题时，一定时时注意阻抗问题。
负载端信号振铃会严重干扰信号的接受，产生逻辑错误，必须减小或消除，因此对于长的传输线必须进行阻抗匹配端接。
信号完整性：信号振铃的产生
信号的反射可能会引起振铃现象，一个典型的信号振铃如图1所示。
图1
那么信号振铃是怎么产生的呢？
前面讲过，如果信号传输过程中感受到阻抗的变化，就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号，也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式，当信号感受到阻抗变小，就会发生负反射，反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射，其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低，如果输出阻抗小于PCB 走线的特性阻抗，那么在没有源端端接的情况下，必然产生信号振铃。
信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，PCB 走线的特性阻抗为50欧姆（可以通过改变PCB 走线宽度，PCB 走线和内层参考平面间介质厚度来调整），为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3V 电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么？为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。图2为反射示意图。
第1次反射：信号从芯片内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆PCB 特性阻抗的分压，实际加到PCB 走线上的信号为A 点电压3.3*50/(10+50)=2.75V。传输到远端B 点，由于B 点开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是2.75V 。此时B 点测量电压是2.75+2.75=5.5V。
第2次反射：2.75V 反射电压回到A 点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射，A 点反射电压为-1.83V ，该电压到达B 点，再次发生反射，反射电压-1.83V 。此时B 点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84V。
第3次反射：从B 点反射回的-1.83V 电压到达A 点，再次发生负反射，反射电压为1.22V 。该电压到达B 点再次发生正反射，反射电压1.22V 。此时B 点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28V。
第4次反射：。。。 。。。 。。。第5次反射：。。。 。。。 。。。 如此循环，反射电压在A 点和B 点之间来回反弹，而引起B 点电压不稳定。
观察
B 点电压：5.5V->1.84V->4.28V->……，可见B 点电压会有上下波动，这就是信号振铃。
图2
信号振铃根本原因是负反射引起的，其罪魁祸首仍然是阻抗变化，又是阻抗！在研究信号完整性问题时，一定时时注意阻抗问题。
负载端信号振铃会严重干扰信号的接受，产生逻辑错误，必须减小或消除，因此对于长的传输线必须进行阻抗匹配端接。