如何抑制容性耦合电流和感性耦合电流共同构成的串扰?

发布时间:2022-12-8 阅读量:2023 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

串扰是一种失真,主要来自与数据码型无关的幅度干扰。由于耦合效应,一个干净的信号(我们称为“受扰信号”)可能受到“干扰”信号的串扰影响。干扰信号会使得受扰信号发生变形,并让受扰信号的眼图闭合。我们经常听说PCB走线间距大于等于3倍线宽时可以抑制70%的信号间干扰,这就是3W原则,信号线之间的干扰被称为串扰,串扰是怎么形成的呢?  

 

当两条走线很近时,一条信号线上的信号可能会在另一条信号线上产生噪声,产生干扰的走线叫做攻击线,收到干扰的走线叫做受害线。  

 

PCB上走线与走线之间、走线与地之间会形成电容,其中一条走线有信号经过时,会产生变化的电场,这个电场通过电容,作用于另一条走线,在受害线上产生噪声,进而产生串扰,这就是通常所说的电场耦合产生容性耦合电流。    

 

 

同样的道理,PCB上走线与走线之间、走线与地之间会形成互感,其中一条走线有信号经过时,会产生变化多的磁场,这个磁场通过互感,作用于另一条走线,在受害线上产生噪声,进而产生串扰,这就是通常所说的磁场耦合产生感性耦合电流。  

  

如何抑制容性耦合电流和感性耦合电流共同构成的串扰?

  

等长走线不一定等时!  

 

为了控制群组走线等时性的要求,比如手机MIPI信号、USBDDR信号,通常的做法是对PCB走线进行绕等长处理,在初步调整走线后,选一根最长的走线为目标长度走线,其余走线通过绕线的方式增加走线长度,最终达到所有走线长度一致,俗称蛇行走线,如上图所示。  

 

等长走线确保等延迟是依据信号在相同走线环境下的传播速度是一样的,走线长度一样,信号传播速度一样,那么信号传播的时间就一样了。  

 

实际上及时走线长度一样,信号传播的时间也不一定一样,比如高瘦和矮胖这两种绕等长的方法,高瘦走线中,有大量相邻走线,会增加串扰;而矮胖走线,相邻走线长度小,串扰也小。  

 

当串扰发生在信号的边沿时,其作用效果类似于影响了信号的传播时间,比如下图所示,有3根信号线,前两根等时传播,第三根信号线在边沿时收到了串扰,看起来信号传播的时间被改变了    

 

如何抑制容性耦合电流和感性耦合电流共同构成的串扰?

 

容性耦合电流和感性耦合电流共同构成了串扰,如何抑制串扰呢?  

 

增加走线之间间距,这是非常有效的手段。  

 

减小平行信号走线的长度,尽量做的垂直走线,避免下图边沿耦合和宽边耦合的走线方式。  

 

做好阻抗控制或做好端接电阻。避免阻抗不连续使得串扰被反射,而加剧串扰的影响。  

 

使用地线隔离。在相邻信号之间添加一条地线进行隔离,并且地线上打地孔,孔的间距小于λ/10(λ是波长,隔离地孔的使用场景比较复杂,这里只提供个经验参考)。  

 

在满足datasheet需求条件下,降低信号上升沿时间。

 

关于我爱方案网

 

我爱方案网是一个电子方案开发供应链平台,提供从找方案到研发采购的全链条服务。找方案,上我爱方案网!在方案超市找到合适的方案就可以直接买,没有找到就到快包定制开发。我爱方案网积累了一大批方案商和企业开发资源,能提供标准的模块和核心板以及定制开发服务,按要求交付PCBA、整机产品、软件或IoT系统。更多信息,敬请访问http://www.52solution.com


相关资讯
不同应用场景中的晶振分类知识合集1

按晶振的功能和实现技术的不同,分为温度补偿晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、恒温晶振(OCXO)。

晶振分频原理:数字电路的周期性计数实现频率转换!

为了在性能与功耗之间取得最佳平衡,需要根据具体应用场景,对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理,从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时,分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键,通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低,输出符合要求的低频时钟信号。

RTC时钟芯片的电路工作原理与解析

RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路,其核心功能是提供精准、稳定的时间信息(包括秒、分、时、日、月、周、年),并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时,从而确保时间持续不间断。

晶振启动时间影响因素解析与优化方向

​晶振的启动时间,通常是指其通电后进入稳定振荡状态所需的时间。若启动时间过长,可从以下五个常见的影响因素方面进行优化。

解析RTC实时时钟芯片的工作原理

RTC(Real-Time Clock,实时时钟)芯片作为一种独立的专用计时器件,其核心功能包括提供稳定的日历时钟、在主电源断电后持续运行、支持定时中断以及输出高精度时间戳,为各类嵌入式系统提供可靠的时间基准。