如何解（jiě）決EMC設計中的串擾問題

一、概述

串擾（rǎo）是通過近電場（電容（róng）耦合）和磁場（電感耦（ǒu）合）在相鄰導體之間耦合（hé）的噪聲。盡管任何相鄰導體都表現出串擾，但是當它出現（xiàn）在（zài）強幹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。

串擾的再定義：

攻擊者=高振幅+高頻+短上升時間

受害者=低振幅+高阻抗 

某些信號由於其性質或（huò）在電路（lù）中的功能而對串擾特別敏感（gǎn），這些信號是潛在的串擾受害者 ，如（rú）：

• 模擬信（xìn）號：與數字信號相比，它們對噪聲更敏感（gǎn），尤其是在振幅較低的情況下。

• 高阻（zǔ）抗（kàng）控製信號：使能，複位，振蕩器和反饋信號是控製類信號。如果此類（lèi）信號是由低阻抗（kàng）源產生的（de），則它們很容易受到電容（róng）串擾的幹擾。

另一類信號很容易在受害者身上引（yǐn）起（qǐ）噪（zào）聲，並被認（rèn）為是（shì）串（chuàn）擾的潛在攻擊者 。為了識別潛在的攻擊者，請記住串擾是由PCB走（zǒu）線之間的耦（ǒu）合（hé）電容和（hé）電感引起的（de）。基於（yú）這些考慮，電（diàn）路中的潛在攻擊者是：

• 高（gāo）振幅（fú）信號（hào） （電壓或（huò）電流）

• 快速信號（hào） （上（shàng）升時間短或者高頻）

小（xiǎo）化串擾（rǎo）的基本規則：使攻（gōng）擊者和受害（hài）者盡可能遠離。

具（jù）體規則如（rú）下（xià）：

二、帶狀線布置（zhì）

通過為每個層（céng）分配單個方向並交替相鄰層的方向，可（kě）以大大減少電容耦合和電感耦合。該技術稱為“正（zhèng）交布線”，如圖1所（suǒ）示。

圖1 正交布線

當不能應用正交布線或對於沒有被參考平麵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擾，如圖2所示。

圖2 交錯布（bù）線

如果無法在不同層上布置攻擊者和受（shòu）害者，則應強製按照（zhào）並行走線要求進行布線。平行走（zǒu）線之間的串擾噪聲量取決於平行（háng）走線的長（zhǎng）度和（hé）它們（men）之間的間隙。間（jiān）隙（xì）越小，對於相同的串擾量，允許並行走線的長度越短。串擾不僅取決於並行度，而且還取決於信號和PCB特性。

關於並行布線（xiàn）的經驗法則（zé）稱為“ 3W規則 ”，意思是為了（le）避免在同一層布線的平行走線之間發生串擾，走線中心之間的小間距應保持3W，圖3說明了3W規則。

圖（tú）3  3W規則

雖然（rán）通過應用3W規則確實可以減少串擾，但實（shí）際的3W值會導致電路板麵積增大，可能很昂貴。因此（cǐ）通常在前邊規則無法滿足要求的情況下才使用3W規則。

減少在同一層上布線（xiàn）的平行走線之（zhī）間串（chuàn）擾的另一種措施是使用兩端都接地的走線（稱為保護走線）將它們分開。圖4中必須將保護走線的所有末端都接地，否則它將像天線一樣把幹（gàn）擾帶出去。

圖4 地防護

對防護技術的實（shí）驗研（yán）究表明，通過簡單地將受害者與攻擊者分開，即使不存在防（fáng）護走線，也可（kě）以實現（xiàn）相同的串擾降低（這等效於4W並行度規則）。但是，保護走線也會對周圍環境的電磁幹擾產生有益的影響，因此，仍然建議保留地線（xiàn）來減少強幹擾信號和敏感信號的串擾。

保護走線會影響信號走線的特征阻抗和傳輸時（shí）間，如果將其應（yīng）用於高速（sù）信號線需考（kǎo）慮信號完整性！