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为了满足人们对电子设备小型化和多功能化的要求,现代印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)正向高速、高密度、高集成度的方向发展。当信号速率和元器件密度提高到一定程度时,PCB上的寄生效应会在传输信号上引起噪声和干扰,使得信号完整性问题变得越来越突出。如果没有良好的信号完整性,PCB就不能良好的工作,甚至根本不能工作。这就要求在电子产品开发的PCB设计阶段就必须进行良好的信号完整性设计。因此,研究如何做好PCB信号完整性分析与设计成为了PCB设计领域内的一个研究热点。信号完整性(Signal Integrity,SI)问题主要包括串扰、信号反射和电磁干扰。针对PCB设计中的实际问题,本论文主要对串扰和反射做了深入的研究,并对PCB信号完整性分析与设计方法做了全面的探讨。论文的主要工作如下:1.简要分析了串扰机理,利用HyperLynx研究了PCB微带线和带状线情况下的前向串扰和后向串扰,仿真发现带状线下的串扰要显著低于微带线下的串扰。2.应用HFSS(High Frequency Structure Simulator)建立了两条平行微带线间串扰的仿真模型,进而研究了PCB微带线间的串扰随信号频率、并行长度、线间距离、参考层高度等参数的变化而变化的规律,并根据研究结果指出通过减小并行长度、增大线间距离、减小参考层高度可以有效地抑制串扰;此外,提出了应用“隔离带”减小串扰的方法,仿真显示良好接地的隔离带可以有效地降低信号线间的串扰。3.PCB设计过程中,密集的过孔导致参考层不完整、模拟地和数字地隔离而在参考层上形成缝隙是经常遇到的两种情况。针对这种情况,本文研究了信号线跨越缝隙时的串扰。研究发现当信号线跨越参考层上的缝隙时,串扰会显著恶化。然后通过仿真验证了在信号线正下方为信号提供良好的电连接作为回流路径可以有效地减小串扰。4.分析了信号反射的形成机理,比较了抑制信号反射的终端阻抗匹配端接技术,并给出了不同终端阻抗匹配端接技术抑制信号反射的仿真结果。通过以上研究工作,论文得出了解决PCB上的串扰和信号反射等信号完整性问题的方法和设计规则,对PCB工程设计具有一定的指导意义。