串擾、GND線反彈噪聲


原標題:串擾、GND線反彈噪聲
串擾是兩條信號線之間的耦合、信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。PCB板層的參數(shù)、信號線間距、驅(qū)動端和接收端的電氣特性及線端接方式對串擾都有一定的影響。
串擾是指一個信號在傳輸通道上傳輸時,因電磁耦合而對相鄰的傳輸線產(chǎn)生不期望的影響,在被干擾信號表現(xiàn)為被注入了一定的耦合電壓和耦合電流。過大的串擾可能引起電路的誤觸發(fā),導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。串擾可能是數(shù)據(jù)進行高速傳輸中最重要的一個影響因素,它是一個信號對另外一個信號耦合所產(chǎn)生的一種不受歡迎的能量值。
根據(jù)麥克斯韋定律,只要有電流的存在,就會有磁場存在,磁場之間的干擾就是串擾的來源。因此,串擾對于綜合布線來說是一個重要的問題。在串擾的測試中,高的測試值(dB)優(yōu)于低的測試值,因為串擾的數(shù)值是有用信號與噪音信號之間的比值。高的測試值意味著有用信號遠遠大于噪音,而低的測試值則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失等現(xiàn)象。
為了減少串擾,可以采取以下措施:
增加信號路徑之間的間距。
使用平面作為返回路徑。
使耦合長度盡量短。
在帶狀線層布線。
減小信號路徑的特性阻抗。
使用介電常數(shù)較低的疊層。
在封裝和接插件中不要共用返回引腳。
使用兩端和整條線上有短路過孔的防護布線。
GND線反彈噪聲
GND線反彈噪聲,也稱為地彈,是地線(GND)上的噪聲。這種噪聲主要由地線的電阻和電感引起。在低頻時,地噪聲主要是因為構(gòu)成地線的導(dǎo)體有電阻,電路系統(tǒng)的電流都要流經(jīng)地線而產(chǎn)生的電勢差波動。而在高頻時,地噪聲則主要是因為構(gòu)成地線的導(dǎo)體有電感,電路系統(tǒng)的電流快速變化地經(jīng)過這個電感時,電感兩端會激發(fā)出更強的電壓擾動,從而形成地彈。
地彈對IC尤其顯著,因為芯片內(nèi)部的“電路地”和芯片的“地引腳”實際上是用一根很細的金線連接起來的,所以這根金線的電感較大,可能會導(dǎo)致芯片內(nèi)部電路的地和現(xiàn)實PCB的地有強烈的電壓差波動,從而產(chǎn)生很強的地彈現(xiàn)象。
地彈不僅會導(dǎo)致信號線上的噪聲,還可能引起地線輻射。為了減小地彈的影響,可以采取以下措施:
增加去耦電容:去耦電容能濾除噪聲,降低地線噪聲對電路的影響。
優(yōu)化地線設(shè)計:使用粗短的地線可以降低電阻和電感,從而減少地彈的產(chǎn)生。在PCB Layout布線時,應(yīng)優(yōu)先使用粗的地線和短的地線。
綜上所述,串擾和GND線反彈噪聲都是電路設(shè)計中需要重點關(guān)注的問題。通過合理的布線和采取適當?shù)拇胧梢杂行У亟档瓦@兩種噪聲對電路的影響,提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。
責(zé)任編輯:David
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