PCB设计中的信号完整性（SI）是一个关键问题，它涉及到信号在传输过程中的质量保证。信号完整性问题主要包括反射、串扰和辐射。了解这些问题以及如何解决它们对于设计出高性能的电路板至关重要。
反射是指信号在传输路径上的阻抗不匹配时发生的。当信号传输到一个与负载阻抗不匹配的点时，一部分信号会被反射回去，而不是全部被吸收。这导致了信号能量的损失以及信号完整性问题。信号的反射可以用以下公式表示：
ρ=（Z2-Z1）/（Z2+Z1）
其中ρ是反射系数，Z2是反射点之后的线路阻抗，Z1是反射之前的线路阻抗。ρ的值范围在-1到+1之间，理想情况下为0，表示没有反射发生。为了降低反射，设计中需要尽量使得Z2和Z1的阻抗值相近，可以通过多种阻抗匹配技术实现，比如发送端串联匹配、接收端并联匹配、接收端分压匹配、接收端阻容并联匹配、接收端二极管并联匹配等。
串扰是由于信号线之间的电磁场耦合造成的。当信号线间距过近时，一个信号线上的高频信号会通过电磁场耦合影响到相邻的信号线，导致信号失真。为了避免串扰，可以采用3W原则，即保持线间距至少为线宽的三倍。此外，还可以考虑采用差分信号设计、降低信号频率、增加地平面等措施来减小串扰。
辐射主要与高速器件本身以及PCB设计有关。高速器件工作时产生的高频率信号会通过辐射的形式发射能量，从而干扰其他元件。解决辐射问题的办法包括使用屏蔽技术、优化元件布局和布线，以及采用多层板设计，其中地平面和电源平面可以有效地屏蔽辐射。
信号完整性分析中，传输线的判断是非常重要的一环。传输线是指当信号的有效频率高于某个特定值时，走线长度超过信号有效波长1/6的线段。有效频率Fknee的计算公式为Fknee=0.5/Tr，其中Tr是信号从10%到90%的上升时间。当走线长度超过1/6的有效波长时，信号便会被视为高速信号，并且传输线必须被考虑。
在处理信号回路时，需要注意信号换层的问题，例如，需要确保信号的换层不会改变其参考层，否则会干扰信号的完整回流路径。信号在换层时，应尽量不改变参考层的网络属性，若必须改变，应确保参考层间距足够近，以减小阻抗和压降的影响。在信号换层较密集的情况下，还应考虑增加对地或对电源的过孔数量，以维护良好的信号回路。
PCB设计与信号完整性要求设计者对于阻抗匹配、串扰、辐射等影响信号质量的因素有深入的理解，并能运用各种设计策略来降低这些问题的影响。通过细致的布局、恰当的布线以及合理的层叠设计，可以在很大程度上确保信号在高速传输过程中的质量和完整性。
