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串擾、GND線反彈噪聲

來源: 中電網
2021-04-08
類別:設計應用
eye 41
文章創建人 拍明

原標題:串擾、GND線反彈噪聲

串擾是兩條信號線之間的耦合、信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發耦合電流,而感性耦合引發耦合電壓。PCB板層的參數、信號線間距、驅動端和接收端的電氣特性及線端接方式對串擾都有一定的影響。

串擾是指一個信號在傳輸通道上傳輸時,因電磁耦合而對相鄰的傳輸線產生不期望的影響,在被干擾信號表現為被注入了一定的耦合電壓和耦合電流。過大的串擾可能引起電路的誤觸發,導致系統無法正常工作。串擾可能是數據進行高速傳輸中最重要的一個影響因素,它是一個信號對另外一個信號耦合所產生的一種不受歡迎的能量值。

根據麥克斯韋定律,只要有電流的存在,就會有磁場存在,磁場之間的干擾就是串擾的來源。因此,串擾對于綜合布線來說是一個重要的問題。在串擾的測試中,高的測試值(dB)優于低的測試值,因為串擾的數值是有用信號與噪音信號之間的比值。高的測試值意味著有用信號遠遠大于噪音,而低的測試值則可能導致數據包丟失等現象。

為了減少串擾,可以采取以下措施:

  1. 增加信號路徑之間的間距。

  2. 使用平面作為返回路徑。

  3. 使耦合長度盡量短。

  4. 在帶狀線層布線。

  5. 減小信號路徑的特性阻抗。

  6. 使用介電常數較低的疊層。

  7. 在封裝和接插件中不要共用返回引腳。

  8. 使用兩端和整條線上有短路過孔的防護布線。

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GND線反彈噪聲

GND線反彈噪聲,也稱為地彈,是地線(GND)上的噪聲。這種噪聲主要由地線的電阻和電感引起。在低頻時,地噪聲主要是因為構成地線的導體有電阻,電路系統的電流都要流經地線而產生的電勢差波動。而在高頻時,地噪聲則主要是因為構成地線的導體有電感,電路系統的電流快速變化地經過這個電感時,電感兩端會激發出更強的電壓擾動,從而形成地彈。

地彈對IC尤其顯著,因為芯片內部的“電路地”和芯片的“地引腳”實際上是用一根很細的金線連接起來的,所以這根金線的電感較大,可能會導致芯片內部電路的地和現實PCB的地有強烈的電壓差波動,從而產生很強的地彈現象。

地彈不僅會導致信號線上的噪聲,還可能引起地線輻射。為了減小地彈的影響,可以采取以下措施:

  1. 增加去耦電容:去耦電容能濾除噪聲,降低地線噪聲對電路的影響。

  2. 優化地線設計:使用粗短的地線可以降低電阻和電感,從而減少地彈的產生。在PCB Layout布線時,應優先使用粗的地線和短的地線。

綜上所述,串擾和GND線反彈噪聲都是電路設計中需要重點關注的問題。通過合理的布線和采取適當的措施,可以有效地降低這兩種噪聲對電路的影響,提高電路的穩定性和可靠性。


責任編輯:David

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標簽: GND PCB板 濾波器

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