如何解決EMC設(shè)計中的串?dāng)_問題
引言
串?dāng)_是通過近電場（電容耦合）和磁場（電感耦合）在相鄰導(dǎo)體之間耦合的噪聲。盡管任何相鄰導(dǎo)體都表現(xiàn)出串?dāng)_，但是當(dāng)它出現(xiàn)在強干擾信號和敏感信號之間時，對信號完整性將造成很大的影響。
串?dāng)_的再定義：
攻擊者=高振幅+高頻+短上升時間
受害者=低振幅+高阻抗
某些信號由于其性質(zhì)或在電路中的功能而對串?dāng)_特別敏感，這些信號是潛在的串?dāng)_受害者 ，如：
模擬信號：與數(shù)字信號相比，它們對噪聲更敏感，尤其是在振幅較低的情況下。
高阻抗控制信號：使能，復(fù)位，振蕩器和反饋信號是控制類信號。如果此類信號是由低阻抗源產(chǎn)生的，則它們很容易受到電容串?dāng)_的干擾。
另一類信號很容易在受害者身上引起噪聲，并被認(rèn)為是串?dāng)_的潛在攻擊者 。為了識別潛在的攻擊者，請記住串?dāng)_是由PCB走線之間的耦合電容和電感引起的�；谶@些考慮，電路中的潛在攻擊者是：
高振幅信號 （電壓或電流）
快速信號 （上升時間短或者高頻）
最小化串?dāng)_的基本規(guī)則：使攻擊者和受害者盡可能遠(yuǎn)離。
具體規(guī)則如下：
二帶狀線布置
串?dāng)_的明顯對策是使攻擊者和受害者盡可能遠(yuǎn)離，以避免耦合電容和電感。這樣做的第一步是避免在同一層上有攻擊者和受害者。
布線層之間的參考平面將大大減少這些層上信號之間的串?dāng)_，因此，如果可能，將攻擊者和受害者分配給至少由接地層或供電層隔開的不同層。
帶狀線層上的串?dāng)_比微帶線層上的串?dāng)_小，因此，如果攻擊者和受害者必須共享同一區(qū)域和同一層，則它應(yīng)該是帶狀線層。
三正交布線
通過為每個層分配單個方向并交替相鄰層的方向，可以大大減少電容耦合和電感耦合。該技術(shù)稱為“正交布線”，如圖1所示。
圖1 正交布線
當(dāng)不能應(yīng)用正交布線或?qū)τ跊]有被參考平面分隔的具有相同布線方向的層時，也可以通過交錯信號跡線來減少串?dāng)_，如圖2所示。
圖2 交錯布線
四平行布線
如果無法在不同層上布置攻擊者和受害者，則應(yīng)強制按照并行走線要求進(jìn)行布線。平行走線之間的串?dāng)_噪聲量取決于平行走線的長度和它們之間的間隙。間隙越小，對于相同的串?dāng)_量，允許并行走線的長度越短。串?dāng)_不僅取決于并行度，而且還取決于信號和PCB特性。
關(guān)于并行布線的經(jīng)驗法則稱為“ 3W規(guī)則 ”，意思是為了避免在同一層布線的平行走線之間發(fā)生串?dāng)_，走線中心之間的最小間距應(yīng)保持3W，圖3說明了3W規(guī)則。
圖3 3W規(guī)則
雖然通過應(yīng)用3W規(guī)則確實可以減少串?dāng)_，但實際的3W值會導(dǎo)致電路板面積增大，可能很昂貴。因此通常在前邊規(guī)則無法滿足要求的情況下才使用3W規(guī)則。
五地防護(hù)線
減少在同一層上布線的平行走線之間串?dāng)_的另一種措施是使用兩端都接地的走線（稱為保護(hù)走線）將它們分開。圖4中必須將保護(hù)走線的所有末端都接地，否則它將像天線一樣把干擾帶出去。
圖4 地防護(hù)
對防護(hù)技術(shù)的實驗研究表明，通過簡單地將受害者與攻擊者分開，即使不存在防護(hù)走線，也可以實現(xiàn)相同的串?dāng)_降低（這等效于4W并行度規(guī)則）。但是，保護(hù)走線也會對周圍環(huán)境的電磁干擾產(chǎn)生有益的影響，因此，仍然建議保留地線來減少強干擾信號和敏感信號的串?dāng)_。
保護(hù)走線會影響信號走線的特征阻抗和傳輸時間，如果將其應(yīng)用于高速信號線需考慮信號完整性！
