串扰的确可能会导致RE问题,但也没有必然的关系,同时 PCB上的很多不规范的走线也可能会导致RE问题。
所以大家对串扰影响RE这个事情,因为这是有迹可循的。我们只要理清了它们之间的逻辑,做好相关设计,串扰导致的RE是了空的。
串扰对RE的影响
首先我们再深入一层来理解阻抗是什么?
阻抗从本质来说:是电磁波在传播过程中电场能量与磁场能量比值的描述,即电场/磁场(E/H),在传输线上体现是电压/电流(感性/容性)的关系。
电磁波在自由空间中传播也会受到一个阻抗,即波阻抗:
Z0 = √(μ0/ε0)
= 120π
≈ 377Ω
所以,我们就可以知道当传输线阻抗越接近377Ω,那么信号辐射效率就越高。
有了这个基础,我们可以来整理一遍辐射(RE)大小与传输线以及信号的关系:
1. 传输线上信号能量越大,对外辐射越强。
举个栗子,信号边沿快(LVTTL电平单端信号),跳变频繁(时钟)等。
2. 信号路径和回流路径构成的回路越大,对外辐射越强。
当PCB走线距离长,那么相对的其回流平面距离远,则信号回路大。连接器电源/GND管脚设置不合理导致大回路等等。
3. 回流平面不连续或没有良好回流路径(传输线阻抗增大),对外辐射增加。
那对于串扰,为什么大家都说可能会导致RE问题呢?
如下图所示,传输线AB(粗红线为回流路径)与传输线CD(粗蓝线为回流路径)有一段平行走线,传输线AB上信号会耦合到传输线CD上,造成串扰。此时传输线CD上的串扰信号会继续沿着传输线发送到C和D,相当于在传输线CD上传输了传输线AB上的信号,但差别是传输线CD上的信号回流,最终通过平行走线区域返回到传输线AB的源端。
这样就出现了一个问题:信号本来只在传输线AB上传播,现在还在传输线CD上传播,变相的增加了信号的传输线距离,增大了整个回路,导致对外辐射能量增加。至于是否会导致RE问题,需分如下两种情况:
1. 如果传输线CD有完整的回流平面,而且走线分布在内层,那么其本身辐射较小,对RE影响不大。
2. 如果传输线CD并不是按照传输线设计的(举个栗子:CD是状态信号,我们认为其并非是传输线),所以没有提供良好的参考平面,而传输线AB上传输时钟信号,那么串扰通过CD信号线而间接辐射的能量就会比较大。
欢迎点“赞”“关注”“在看”,谢谢~