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串?dāng)_是怎么形成的呢?

玩轉(zhuǎn)單片機(jī)與嵌入式 ? 來源:玩轉(zhuǎn)單片機(jī)與嵌入式 ? 作者:玩轉(zhuǎn)單片機(jī)與嵌入 ? 2022-12-12 11:01 ? 次閱讀

我們經(jīng)常聽說PCB走線間距大于等于3倍線寬時(shí)可以抑制70%的信號(hào)間干擾,這就是3W原則,信號(hào)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(shí),一條信號(hào)線上的信號(hào)可能會(huì)在另一條信號(hào)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(huì)形成電容,其中一條走線有信號(hào)經(jīng)過時(shí),會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)通過電容,作用于另一條走線,在受害線上產(chǎn)生噪聲,進(jìn)而產(chǎn)生串?dāng)_,這就是通常所說的電場(chǎng)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(huì)形成互感,其中一條走線有信號(hào)經(jīng)過時(shí),會(huì)產(chǎn)生變化多的磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)通過互感,作用于另一條走線,在受害線上產(chǎn)生噪聲,進(jìn)而產(chǎn)生串?dāng)_,這就是通常所說的磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生感性耦合電流。

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等長(zhǎng)走線不一定等時(shí)!

為了控制群組走線等時(shí)性的要求,比如手機(jī)MIPI信號(hào)、USBDDR信號(hào),通常的做法是對(duì)PCB走線進(jìn)行繞等長(zhǎng)處理,在初步調(diào)整走線后,選一根最長(zhǎng)的走線為目標(biāo)長(zhǎng)度走線,其余走線通過繞線的方式增加走線長(zhǎng)度,最終達(dá)到所有走線長(zhǎng)度一致,俗稱蛇行走線,如上圖所示。

等長(zhǎng)走線確保等延遲是依據(jù)信號(hào)在相同走線環(huán)境下的傳播速度是一樣的,走線長(zhǎng)度一樣,信號(hào)傳播速度一樣,那么信號(hào)傳播的時(shí)間就一樣了。

實(shí)際上及時(shí)走線長(zhǎng)度一樣,信號(hào)傳播的時(shí)間也不一定一樣,比如高瘦和矮胖這兩種繞等長(zhǎng)的方法,高瘦走線中,有大量相鄰走線,會(huì)增加串?dāng)_;而矮胖走線,相鄰走線長(zhǎng)度小,串?dāng)_也小。

當(dāng)串?dāng)_發(fā)生在信號(hào)的邊沿時(shí),其作用效果類似于影響了信號(hào)的傳播時(shí)間,比如下圖所示,有3根信號(hào)線,前兩根等時(shí)傳播,第三根信號(hào)線在邊沿時(shí)收到了串?dāng)_,看起來信號(hào)傳播的時(shí)間被改變了

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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(hào)走線的長(zhǎng)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(hào)之間添加一條地線進(jìn)行隔離,并且地線上打地孔,孔的間距小于λ/10(λ是波長(zhǎng),隔離地孔的使用場(chǎng)景比較復(fù)雜,這里只提供個(gè)經(jīng)驗(yàn)參考)。

在滿足datasheet需求條件下,降低信號(hào)上升沿時(shí)間。

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審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:你的蛇行走線,對(duì)嗎?

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