關于串擾本身大家可以移步之前寫過《串擾系列》,這里講一個跨分割時的案例,直接套用串擾話題中某一頁備注。
(圖一)
這是一個被引用無數次的跨分割結構,信號本來好好的在由信號路徑與回流路徑所構成的大電容中呆著,突然這個電容不見了。
就像人們好好的睡在床上,突然有人把你的被子給抽走了。這時候,有一部分的人會選擇在床上等著別人把被子還回來。有一部分人會選擇起身把衣服穿上,這一部分人跨分割時突然變成嚴重的EMI能量。一部分人會去別的床上碰碰運氣看看被子還在不在,就耦合到其他信號路徑上變成了串擾了。
在跨分割之前,最大的電容是信號路徑與地平面之間組成的電容。在跨分割的地方最大的電容變成了信號路徑與旁邊的信號路徑所組成的這個電容。但同時,圖中綠色部分的地也會與信號本身形成一個電容,并不會說所有能量都耦合到另一條線上變成串擾。
可能有人會問了,要是這個跨分割非常寬,那是不是主要能量就全部到另外一條線上面去了?這里的寬是一個相對的概念,寬不寬信號自己說了算,頻率越低信號波長越長,這一點寬度對他來說并不算什么,這一部分信號比較遲鈍,而頻率較高的信號波長很短很靈敏,最容易當墻頭草的就是他們了。
(圖二)
大家可以看到,圖二紅色曲線是被子沒有被抽走時在本來床上睡覺的朋友,藍色曲線是被子被抽走后還愿意老老實實呆在床上等的人。看來確實是跑了不少啊。
跑掉的能量變成了圖三中的串擾,藍色為沒跨分割的串擾,紅色為跨分割后的串擾。同時還有一部分變成了EMI能量散逸出去。
(圖三)
同時可以看到,2GHz出現了一個極值。我們應該都聽過一個故事,在一個窗口排了很長的隊,突然開了一個新窗口,最慘的是哪些人?是在中間的那些人。對于信號來說,也有一個這樣最慘的群體,那就是大家經常會聽到的“四分之一波長”,在這個模型中,2GHz的四分之一波長差不多就是圖中綠框的長度。同樣的這個頻率的EMI能量也將會是最嚴重的。
所以,我們還會通過破壞一些結構去達到減小某個頻點EMI超標的目的。
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PCB設計中跨分割問題的處理方法

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