信号完整性分析
chapter.7 传输线的物理基础
Q：传输线是什么？
A：传输线由两条有一定长度的导线组成。其中一条为信号路径，另一条为返回路径。被视为新的理想电路元件，具有两个特征参数：特征阻抗与时延。特性有别于R、C、L。
GND概念转变（？？？？）
抛弃原先“地”的概念，用返回路径替代。返回路径中的电压与传输路径中的信号有关。 返回路径不再是零电压，而是随信号路径变化的电压。 就个人理解，之前认为地线上零电势，一直连接到最近的一个用电器上，实际上并不是这样，传输线都带有阻抗，本身就有一定压降，在高频电子中，传输线模型不仅仅是阻抗，还有容抗和感抗，这样就复杂多了，因此不能再按照以往传输线等电势的概念了。
信号
传输线无差别时，任意可做返回路径；有差别时，则较窄的为信号路径。
信号的定义：
信号加入传输线片刻后，停止时间并沿传输线测量信号值，信号就是信号路径与返回路径相邻两点的电压差。
传输线规制
按几何结构分类：（导线横截面与一致性）
双绞线 同轴电缆 共面线
微波传输带 嵌入式微带线 电介带状线 非对称带状线 设计目标： 所有互连线设计成均匀传输线，并减小所有费均匀传输线长度。
传输线的相似度决定其是否为平衡传输线，但对信号质量与串扰效应完全没影响。
电子在铜中的速度 （似乎没啥用）
导体电子速度 ≠ 信号传输速度 （实际铜导线中电子速度远低于信号速度，100亿倍）
低电阻不代表传输快
传输线上信号速度
信号速度取决于传输线包围材料，周边空间交变电磁场建立速度与传播速度。 电场变化速度或场链速度v：
其中：
经验法则：绝大多数互连线中光速约为6in/ns。估算电路板上互连线中信号速度时，可以取该值。
时延TD与互连线长度关系：
其中：
前沿的空间延伸
信号具有上升时间RT，指信号从最大电压10%升到90%的时间长度。 停止时间下传输线电压分布情况
信号在传输线上的传输距离：
其中：
很多SI问题是受不连续性影响，因此研究前沿空间延伸。
实际信号问题
信号最关心的问题是传输速率与会受到的阻抗：信号传播速度取决于材料的介电常数与材料的分布，用微带线来估算信号收到的阻抗。
类比研究信号传输阻抗情况：
下方电流与导线特性的简单关系：
其中：
可以这么理解： 阻抗定义为端电压与流经器件的电流的比值。信号电压有信号源决定，电流可以看做一定距离电容与其充电时长决定的。
传输线影响电容的性质，线宽与阻抗成负相关
传输速度与电流大小正相关，与阻抗负相关
瞬态阻抗
瞬态阻抗：信号传输中没一定步长受到的阻抗，即之前提及的阻抗，取决于信号速度与单位长度电容。
信号与传输线相互作用的一个重要特征：信号遇到瞬态阻抗变化时，部分信号会反射，部分信号更加失真，SI收到破坏。
减少反射的方法：导线几何结构不变 → 瞬态阻抗不变 → 信号反射减少
使用传输线的零阶模型（零阶模型不考虑传输线电感，认为信号以光速传输）：
步长为Δx，每个小电容大小为传输线单位长度电容量CL与步长的乘积：
可以计算流出电流：
其中：
实际过程中，很多量很小，电流仅与单位长度电容量、信号传播速度以及信号的电压有关。
根据定义，得到瞬态阻抗：
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