信號完整性基礎(chǔ)--串擾（二）

本章我們接著介紹信號完整性基礎(chǔ)第三章節(jié)串擾剩余知識。

04帶狀線和微帶線地串擾差異

(1)帶狀線信號在傳播的時候，可以認為其周圍介質(zhì)是均勻的，因此沒有遠端串擾，或遠端串擾很小。(遠端串擾的感性和容性大小相等，幅度相反，相互抵消)

如下仿真實驗所示。

圖1、2 ADS仿真：帶狀線和微帶線遠端串擾對比(2)在較短的走線情形下，微帶線在走線間距較小的時候相對帶狀線的近端串擾更小，隨著間距的增加，帶狀線的近端串擾衰減幅度更大。

因此，實際項目中，還是建議信號在內(nèi)層以帶狀線地方式進行走線。

圖3、4 ADS仿真：帶狀線和微帶線近端串擾對比

05包地處理

(1)PCB中常對關(guān)鍵信號添加保護地線，目的是引入低阻抗邊界，將信號上發(fā)射出來的干擾引入到地回路。

(2)合理的包地有助于優(yōu)化信號，但如果包地不合理，反而會對信號造成干擾。

圖5、6 ADS仿真：不同包地對串擾地影響

從上述仿真實驗可以看出，加入不合理的地線之后，近端串擾反而增大，并出現(xiàn)了類似遠端串擾的脈沖。這是由于串擾在地線上來回反射造成的。

(3)要使保護地線發(fā)揮作用，應(yīng)在保護地線上添加過孔，通常建議過孔密度大于1/20波長，不能小于1/10波長。

06等長方式

(1)為了保證信號傳輸延時一致，常通過蛇形走線來繞等長。

(2)等長不一定等延時，繞等長之后會使信號提前到達。不同繞等長的方式，信號提前到達的時間不一致。(5G以內(nèi)信號基本忽略影響)

圖7、8 ADS仿真：等長方式對信號時延地影響

(3)通過加大走線之間的間隔可以將走線延時差異縮小

(4)造成信號提前到達的原因是因為自耦合。當信號在蛇形線傳輸?shù)臅r候，在鄰近線產(chǎn)生近端串擾，和信號疊加導致信號提前到達。

(5)為了使信號盡可能同時到達，可以通過拉開蛇形走線的Gap間距，建議>=3X。同時使用小波浪繞線，避免平行走線過長。

(小波浪雖然比大波浪更提前，但是小波浪波形質(zhì)量更好)(小波浪造成的近端串擾寬度較小，淹沒在信號邊沿中，對信號整體質(zhì)量不影響，大波浪造成的近端串擾寬度較大，會和信號疊加，影響信號質(zhì)量)

使用小波浪繞線，波浪不能太小，太小由于趨膚效應(yīng)，信號會直接穿過。(波浪高度不能小于信號走線寬度的2倍)

07層間耦合

(1)如果相鄰層走線重疊或接近，同時相鄰層PP片或芯板厚度太低，串擾會在相鄰層之間產(chǎn)生。

(2)相鄰層耦合對信號的影響遠大于同層走線串擾帶來的影響。為了控制5%的串擾系數(shù)，應(yīng)使相鄰層信號間距大于一倍線寬

圖9、10 近端和遠端串擾示意圖

(3)當差分走線受空間限制，同層不好出線時，可以考慮利用層間耦合，通過相鄰層兩線重疊的方式達到差分效果。

圖11、12 ADS仿真：層間耦合差分信號

審核編輯：湯梓紅