2019年高速PCB设计指南7.doc(10)

崗速PCB设计指南

合回“侵入者”。前向串音的电感特性

当“侵入”信号传播时，它的时变磁场同样会产生串音：具有电感特性的前向串音。但是感性串音和容性串音明显不同：前向感性串音的极性和前向容性串音的极性相反。这因为在前进方向，串音的容性部分和感性部分在竞争，在相互抵消。实际上，当前向容性和感性串音相等时，就不存在前向串音。

在许多设备中，前向串音相当小，而後向串音成了主要问题，尤其对於长条形电路板，因为电容耦合增强了。但是，在没有仿真的前提下，实际无法知逍感性和容性串音抵消到何种程度。

如果你测到了前向串音，你就可以根据其极性判别你的走线是容性耦合还是感性耦合。如果串音极性和“侵入”信号相同，容性耦合占主要地位，反之，感性耦合占主要地位。在印刷电路板中，通常是感性耦合更强些。

後向串音发生的物理理和前向串音相同：“侵入"信号的时变电场和磁场引起“受害者” 中的感性和容性信号。但是这两者之间也有所不同。

最大的不同是後向串音信号的持续时间。因为前向串音和“侵入”信号的传播方向及速度相同，所以前向串音的持续时间和“侵入”信号等长。但是，後向串音和“侵入“信号反方向传播，它滞後於“侵入”信号，并引起一长串脉冲。

与前向串音不同，後向串音脉冲的幅值与线路长度无关，其脉冲持续期是“侵入“信号延迟时间的两倍。为什麽呢？假设你从信号出发点观察後向串音，当“侵入“信号远离岀发点时, 它仍在产生後向脉冲，直到另一个延迟信号出现。这样，後向串音脉冲的整个持续时间就是“侵入"信号延迟时间的两倍。

3、後向串音的反射

你可能不关心驱动芯片和接收芯片的串音干扰。然而，你为什麽要关心後向脉冲呢？因为驱动芯片一般是低阻输出，它反射的串音信号多於吸收的串音信号。当後向串音信号到达“受害者”的驱动芯片时，它会反射到接收芯片。因为驱动芯片的输出电阻一般低於导线本身, 常常引尼串音信号的反射。

与前向串音信号具有感性和容性两种特性不同，後向串音信号只有一个极性，所以後向串音信号就不能自我抵消。後向串音信号及其反射之後的串音信号的极性和“侵入”信号相同，其幅值是两部分之和。

切记，当你在“受害者“的接收端测到後向串音脉冲时，这个串音信号已经经过了“受害考”驱动芯片的反射。你可以观察到後向串音信号的极性和“侵入”信号相反。

在数字设计时，你常常关心一些量化指标，例如：不管串音是如何产生，何时产生，前向还是後向的，它的最大噪声容限为150mV。那麽，存在简单的能够精确衡量噪声的方法吗？简单的回答是“没有”，因为电鐵场效应太复杂了，涉及到一系列方程，电路板的拓扑结构，芯片的模拟特性等等。

4、串音消除

从实践观点出发，最重要的问题是如何去除串音。当串音会影响电路特性时，你该怎麽办？

你可以采取以下两种策略。一种方法是改变一个或多个影响耦合的几何参量，例如：线路长度、线路之间的距离、电路板的分层位置。另一种方法是利用终端，将单线改成多路耦合线。合理的设计，多线终端能够取消大部分串音。

5、线路长度

很多设il•者认为缩短线路长度是降低串音的关键。事实上，几乎所有电路设计软件都提供了最大井行线路的长度控制功能。不幸的是，仅改变几何数值，是很难降低串音的。

因为前向串音受耦合长度影响，所以当你缩短没有耦合关系的线路长度时，串音几乎没有减少。再者，如果耦合长度超过驱动芯片下降或上升时延，耦合长度和前向串音的线性关系会到达一个饱和值，这时，缩短已经很长的耦合线路对减少串音影响甚小。