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信号完整性基础--串扰（二）

科技科技 2023-01-15 18:17 上海

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本章我们接着介绍信号完整性基础第三章节串扰剩余知识。

带状线和微带线地串扰差异

（1）带状线信号在传播的时候，可以认为其周围介质是均匀的，因此没有远端串扰，或远端串扰很小。（远端串扰的感性和容性大小相等，幅度相反，相互抵消）
如下仿真实验所示。

图1、2 ADS仿真：带状线和微带线远端串扰对比

（2）在较短的走线情形下，微带线在走线间距较小的时候相对带状线的近端串扰更小，随着间距的增加，带状线的近端串扰衰减幅度更大。因此，实际项目中，还是建议信号在内层以带状线地方式进行走线。

图3、4 ADS仿真：带状线和微带线近端串扰对比

包地处理

（1）PCB中常对关键信号添加保护地线，目的是引入低阻抗边界，将信号上发射出来的干扰引入到地回路。（2）合理的包地有助于优化信号，但如果包地不合理，反而会对信号造成干扰。
图5、6 ADS仿真：不同包地对串扰地影响从上述仿真实验可以看出，加入不合理的地线之后，近端串扰反而增大，并出现了类似远端串扰的脉冲。这是由于串扰在地线上来回反射造成的。
（3）要使保护地线发挥作用，应在保护地线上添加过孔，通常建议过孔密度大于1/20波长，不能小于1/10波长。

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等长方式

（1）为了保证信号传输延时一致，常通过蛇形走线来绕等长。（2）等长不一定等延时，绕等长之后会使信号提前到达。不同绕等长的方式，信号提前到达的时间不一致。（5G以内信号基本忽略影响）

图7、8 ADS仿真：等长方式对信号时延地影响

（3）通过加大走线之间的间隔可以将走线延时差异缩小（4）造成信号提前到达的原因是因为自耦合。当信号在蛇形线传输的时候，在邻近线产生近端串扰，和信号叠加导致信号提前到达。（5）为了使信号尽可能同时到达，可以通过拉开蛇形走线的Gap间距，建议>=3X。同时使用小波浪绕线，避免平行走线过长。（小波浪虽然比大波浪更提前，但是小波浪波形质量更好）（小波浪造成的近端串扰宽度较小，淹没在信号边沿中，对信号整体质量不影响，大波浪造成的近端串扰宽度较大，会和信号叠加，影响信号质量）使用小波浪绕线，波浪不能太小，太小由于趋肤效应，信号会直接穿过。（波浪高度不能小于信号走线宽度的2倍）

层间耦合

（1）如果相邻层走线重叠或接近，同时相邻层PP片或芯板厚度太低，串扰会在相邻层之间产生。（2）相邻层耦合对信号的影响远大于同层走线串扰带来的影响。为了控制5%的串扰系数，应使相邻层信号间距大于一倍线宽

图9、10 近端和远端串扰示意图

（3）当差分走线受空间限制，同层不好出线时，可以考虑利用层间耦合，通过相邻层两线重叠的方式达到差分效果。

图11、12 ADS仿真：层间耦合差分信号

END

本期《信号完整性基础》就讲解到这，欢迎评论区留言，下期我们将开启新地章节--S参数。喜欢的话就点个关注吧，定期分享电路原理、技术案例、工程管理等相关知识。持续关注不迷路哦。

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