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信号完整性 - 串扰 🚧

一根信号线上有信号通过时,在 PCB 板上与之相邻的信号线上就会感应出相关的信号,我们称之为串扰。串扰通常表现为毛刺。串扰是传输线之间相互的寄生电感产生耦合引发的,带来的危害是使信号畸变。

串扰分为近端(NEXT)串扰与远端串扰(FEXT)。

如图可见,上方信号线传过来了一个跳变的信号,在粉色的区域内,两根导线靠得很近(不符合 3W 原则),所以会产生串扰。下方的导线是受干扰的线。

在跳变信号进入干扰区域(粉色区域)时,开始发生串扰:

可以观察到,由于干扰源在移动,且同时向两个方向发出,所以随着时间的推进,与信号同向的干扰波形会叠加,而与信号反向波形高度保持不变。

当跳变信号传出干扰区域后,受干扰线上的凸起波形开始消失,并向各自的方向推进:

最终,在近端 / 远端接收的干扰如下:

减少串扰的方法:

  • 增加走线间距:3W 原则
  • 信号线距离地线距离拉近
  • 减小平行走线的耦合长度
  • 增大信号的上升时间或下降时间:在时序条件允许的情况下,这可以减少高频信号所带来的影响
  • 合理采用端接匹配技术:减弱甚至消耗信号的反射,从而减弱串扰强度。

参考与致谢

文章作者:Power Lin
原文地址:https://wiki-power.com
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