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串?dāng)_是一種失真,主要來自與數(shù)據(jù)碼型無關(guān)的幅度干擾。由于耦合效應(yīng),一個干凈的信號(我們稱為“受擾信號”)可能受到“干擾”信號的串?dāng)_影響。干擾信號會使得受擾信號發(fā)生變形,并讓受擾信號的眼圖閉合。我們經(jīng)常聽說PCB走線間距大于等于3倍線寬時可以抑制70%的信號間干擾,這就是3W原則,信號線之間的干擾被稱為串?dāng)_,串?dāng)_是怎么形成的呢?
當(dāng)兩條走線很近時,一條信號線上的信號可能會在另一條信號線上產(chǎn)生噪聲,產(chǎn)生干擾的走線叫做攻擊線,收到干擾的走線叫做受害線。
PCB上走線與走線之間、走線與地之間會形成電容,其中一條走線有信號經(jīng)過時,會產(chǎn)生變化的電場,這個電場通過電容,作用于另一條走線,在受害線上產(chǎn)生噪聲,進而產(chǎn)生串?dāng)_,這就是通常所說的電場耦合產(chǎn)生容性耦合電流。
同樣的道理,PCB上走線與走線之間、走線與地之間會形成互感,其中一條走線有信號經(jīng)過時,會產(chǎn)生變化多的磁場,這個磁場通過互感,作用于另一條走線,在受害線上產(chǎn)生噪聲,進而產(chǎn)生串?dāng)_,這就是通常所說的磁場耦合產(chǎn)生感性耦合電流。
等長走線不一定等時!
為了控制群組走線等時性的要求,比如手機MIPI信號、USB或DDR信號,通常的做法是對PCB走線進行繞等長處理,在初步調(diào)整走線后,選一根最長的走線為目標(biāo)長度走線,其余走線通過繞線的方式增加走線長度,最終達到所有走線長度一致,俗稱蛇行走線,如上圖所示。
等長走線確保等延遲是依據(jù)信號在相同走線環(huán)境下的傳播速度是一樣的,走線長度一樣,信號傳播速度一樣,那么信號傳播的時間就一樣了。
實際上及時走線長度一樣,信號傳播的時間也不一定一樣,比如高瘦和矮胖這兩種繞等長的方法,高瘦走線中,有大量相鄰走線,會增加串?dāng)_;而矮胖走線,相鄰走線長度小,串?dāng)_也小。
當(dāng)串?dāng)_發(fā)生在信號的邊沿時,其作用效果類似于影響了信號的傳播時間,比如下圖所示,有3根信號線,前兩根等時傳播,第三根信號線在邊沿時收到了串?dāng)_,看起來信號傳播的時間被改變了
容性耦合電流和感性耦合電流共同構(gòu)成了串?dāng)_,如何抑制串?dāng)_呢?
增加走線之間間距,這是非常有效的手段。
減小平行信號走線的長度,盡量做的垂直走線,避免下圖邊沿耦合和寬邊耦合的走線方式。
做好阻抗控制或做好端接電阻。避免阻抗不連續(xù)使得串?dāng)_被反射,而加劇串?dāng)_的影響。
使用地線隔離。在相鄰信號之間添加一條地線進行隔離,并且地線上打地孔,孔的間距小于λ/10(λ是波長,隔離地孔的使用場景比較復(fù)雜,這里只提供個經(jīng)驗參考)。
在滿足datasheet需求條件下,降低信號上升沿時間。
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