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我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)PCB走線(xiàn)間距大于等于3倍線(xiàn)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(xiàn)之間的干擾被稱(chēng)為串?dāng)_,串?dāng)_是怎么形成的呢?
當(dāng)兩條走線(xiàn)很近時(shí),一條信號(hào)線(xiàn)上的信號(hào)可能會(huì)在另一條信號(hào)線(xiàn)上產(chǎn)生噪聲,產(chǎn)生干擾的走線(xiàn)叫做攻擊線(xiàn),收到干擾的走線(xiàn)叫做受害線(xiàn)。
PCB上走線(xiàn)與走線(xiàn)之間、走線(xiàn)與地之間會(huì)形成電容,其中一條走線(xiàn)有信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí),會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)通過(guò)電容,作用于另一條走線(xiàn),在受害線(xiàn)上產(chǎn)生噪聲,進(jìn)而產(chǎn)生串?dāng)_,這就是通常所說(shuō)的電場(chǎng)耦合產(chǎn)生容性耦合電流。
同樣的道理,PCB上走線(xiàn)與走線(xiàn)之間、走線(xiàn)與地之間會(huì)形成互感,其中一條走線(xiàn)有信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí),會(huì)產(chǎn)生變化多的磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)通過(guò)互感,作用于另一條走線(xiàn),在受害線(xiàn)上產(chǎn)生噪聲,進(jìn)而產(chǎn)生串?dāng)_,這就是通常所說(shuō)的磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生感性耦合電流。

等長(zhǎng)走線(xiàn)不一定等時(shí)!
為了控制群組走線(xiàn)等時(shí)性的要求,比如手機(jī)MIPI信號(hào)、USB或DDR信號(hào),通常的做法是對(duì)PCB走線(xiàn)進(jìn)行繞等長(zhǎng)處理,在初步調(diào)整走線(xiàn)后,選一根最長(zhǎng)的走線(xiàn)為目標(biāo)長(zhǎng)度走線(xiàn),其余走線(xiàn)通過(guò)繞線(xiàn)的方式增加走線(xiàn)長(zhǎng)度,最終達(dá)到所有走線(xiàn)長(zhǎng)度一致,俗稱(chēng)蛇行走線(xiàn),如上圖所示。
等長(zhǎng)走線(xiàn)確保等延遲是依據(jù)信號(hào)在相同走線(xiàn)環(huán)境下的傳播速度是一樣的,走線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)中,有大量相鄰走線(xiàn),會(huì)增加串?dāng)_;而矮胖走線(xiàn),相鄰走線(xiàn)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(lèi)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(xiàn),前兩根等時(shí)傳播,第三根信號(hào)線(xiàn)在邊沿時(shí)收到了串?dāng)_,看起來(lái)信號(hào)傳播的時(shí)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(xiàn)之間間距,這是非常有效的手段。
減小平行信號(hào)走線(xiàn)的長(zhǎng)度,盡量做的垂直走線(xiàn),避免下圖邊沿耦合和寬邊耦合的走線(xiàn)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(xiàn)隔離。
在相鄰信號(hào)之間添加一條地線(xiàn)進(jìn)行隔離,并且地線(xiàn)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(mǎn)足datasheet需求條件下,延緩信號(hào)上升沿時(shí)間。

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