高速PCB串擾分析及其最小化
在實際設計中,PCB的有關參數(如厚度,介電常數等)以及線長、線寬、線距、傳輸線與地平面的位置和電流流向都會影響c、l、Cm、Lm、L、的大小,而信號頻率和器件的上升/下降時間決定了 。
在這里我們不做這些參數對串擾影響的定量分析,有關這些參數的相互關系及對串擾影響的程度,詳見其它相關參考文獻。
2.4串擾的變化趨勢
互感與互容的大小影響著串擾的大小,從而等價地改變傳輸線特征阻抗與傳播速度。同樣,傳輸線的幾何形狀在很大程度上影響著互感與互容的變化,因此傳輸線本身的特征阻抗對這些參數也有影響。在同一介質中,相對低阻抗的傳輸線與參考平面(地平面)間的耦合更加強烈,相對地與鄰近傳輸線的耦合就會弱一些,因而低阻抗傳輸線對串擾引起的阻抗變化更小一些。
3 串擾導致的幾種影響
在高速、高密度PCB設計中一般提供一個完整的接地平面,從而使每條信號線基本上只和它最近的信號線相互影響,來自其它較遠信號線的交叉耦合是可以忽略的。盡管如此,在模擬系統中,大功率信號穿過低電平輸入信號或當信號電壓較高的元件(如TTL)與信號電壓較低的元件(如ECL)接近時,都需要非常高的抗串擾能力。在PCB設計中,如果不正確處理,串擾對高速PCB的信號完整性主要有以下兩種典型的影響。
3.1串擾引起的誤觸發
信號串擾是高速設計所面臨的信號完整性問題中一個重要內容,由串擾引起的數字電路功能錯誤是最常見的一種。
圖4是一種典型的由串擾脈沖引起的相鄰網絡錯誤邏輯的傳輸。干擾源網絡上傳輸的信號通過耦合電容,在被干擾網絡和接收端引起一個噪聲脈沖,結果導致一個不希望的脈沖發送到接受端。如果這個脈沖強度超過了接收端的觸發值,就會產生無法控制的觸發脈沖,引起下一級網絡的邏輯功能混亂。
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