串扰、GND线反弹噪声


原标题:串扰、GND线反弹噪声
串扰是两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流,而感性耦合引发耦合电压。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
串扰是指一个信号在传输通道上传输时,因电磁耦合而对相邻的传输线产生不期望的影响,在被干扰信号表现为被注入了一定的耦合电压和耦合电流。过大的串扰可能引起电路的误触发,导致系统无法正常工作。串扰可能是数据进行高速传输中最重要的一个影响因素,它是一个信号对另外一个信号耦合所产生的一种不受欢迎的能量值。
根据麦克斯韦定律,只要有电流的存在,就会有磁场存在,磁场之间的干扰就是串扰的来源。因此,串扰对于综合布线来说是一个重要的问题。在串扰的测试中,高的测试值(dB)优于低的测试值,因为串扰的数值是有用信号与噪音信号之间的比值。高的测试值意味着有用信号远远大于噪音,而低的测试值则可能导致数据包丢失等现象。
为了减少串扰,可以采取以下措施:
增加信号路径之间的间距。
使用平面作为返回路径。
使耦合长度尽量短。
在带状线层布线。
减小信号路径的特性阻抗。
使用介电常数较低的叠层。
在封装和接插件中不要共用返回引脚。
使用两端和整条线上有短路过孔的防护布线。
GND线反弹噪声
GND线反弹噪声,也称为地弹,是地线(GND)上的噪声。这种噪声主要由地线的电阻和电感引起。在低频时,地噪声主要是因为构成地线的导体有电阻,电路系统的电流都要流经地线而产生的电势差波动。而在高频时,地噪声则主要是因为构成地线的导体有电感,电路系统的电流快速变化地经过这个电感时,电感两端会激发出更强的电压扰动,从而形成地弹。
地弹对IC尤其显著,因为芯片内部的“电路地”和芯片的“地引脚”实际上是用一根很细的金线连接起来的,所以这根金线的电感较大,可能会导致芯片内部电路的地和现实PCB的地有强烈的电压差波动,从而产生很强的地弹现象。
地弹不仅会导致信号线上的噪声,还可能引起地线辐射。为了减小地弹的影响,可以采取以下措施:
增加去耦电容:去耦电容能滤除噪声,降低地线噪声对电路的影响。
优化地线设计:使用粗短的地线可以降低电阻和电感,从而减少地弹的产生。在PCB Layout布线时,应优先使用粗的地线和短的地线。
综上所述,串扰和GND线反弹噪声都是电路设计中需要重点关注的问题。通过合理的布线和采取适当的措施,可以有效地降低这两种噪声对电路的影响,提高电路的稳定性和可靠性。
责任编辑:David
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